La puissance électrique
La puissance nominale
Puissance nominale
La puissance indiquée sur un appareil électrique est sa puissance nominale, c'est-à-dire la puissance électrique reçue par l'appareil dans des conditions normales d'utilisation.
L'unité de puissance est le watt de symbole W.
La puissance P (en Watt) d'un dipôle ohmique (éclairage ou chauffage) est le produit de la tension efficace Ueff (en Volt) par l'intensité efficace Ieff (en Ampère).
P = U_{eff} \times I_{eff}
I_{eff} = \dfrac{P}{U_{eff}}
On mesure à l'aide d'un ampèremètre l'intensité efficace d'un circuit. La tension efficace est indiquée sur le générateur.
P = U \times I = 12 \times 1{,}75 = 21 W
- Une lampe à incandescence a une puissance entre 60 à 100 Watts.
- Un gaufrier a une puissance de 640 Watts.
- Un four électrique a une puissance de 2000 Watts.
Le coupe-circuit
L'intensité efficace du courant dans un fil ne doit pas dépasser une certaine valeur pour des raisons de sécurité. Il y a un risque d'incendie.
Cette intensité limite est soit donnée sur l'appareil, soit il est possible de la calculer avec les grandeurs données.
Le fabricant d'un fil électrique indique que la puissance limite est P = 4600 W et la tension nominale U = 230 V.
I = \dfrac{P}{U} = \dfrac{4\ 600}{230} = 20 A
L'intensité limite du fil est 20 Ampères.
Le coupe-circuit
Le coupe-circuit protège les fils conducteurs et les appareils électriques. En cas de surintensité (intensité supérieure à l'intensité limite), le coupe-circuit ouvre le circuit et le courant ne circule plus.
L'énergie électrique
Définition
Energie électrique
L'énergie électrique correspond à l'énergie consommée par un appareil électrique pour la transformer en une autre énergie.
Son unité est le joule (J).
On utilise plus couramment le kiloWattheure (kWh). C'est avec cette unité que le compteur d'énergie électrique indique l'énergie transférée aux appareils électriques branchés sur le secteur.
Un radiateur va consommer de l'énergie électrique donnée par le courant du secteur pour la transformer en énergie thermique.
1 kWh = 3{,}6\times 10^{6} J
Formule
Energie électrique
L'énergie électrique transférée pendant une durée t à un appareil électrique de puissance P est égale au produit :
E = P \times t
- L'énergie en kiloWattheure (kWh)
- La puissance en kiloWatt (kW)
- Le temps en heure (h)
La puissance électrique est donc la vitesse à laquelle l'énergie électrique va être consommée.
Calcul de consommation électrique
Consommation électrique
Le prix de la consommation électrique dans les factures d'électricité est lié de manière proportionnelle à l'énergie électrique consommée. Il est le produit de l'énergie électrique consommée par le prix d'un kiloWattheure.