C ha pi t re 4 : Puissance et éne rgie

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "C ha pi t re 4 : Puissance et éne rgie"

Marie René
il y a 7 ans
Total affichages :

1 1 GEL C hapt re 4 : Pssance et énerge C ha p t re 4 : Pssance et éne rge 4.1. la pssance électrqe 240 V 50 W 240 V 100 W 240 V 75 W exemple des lampes dont l'éclarement change avec la pssance ndqée, on dt la pssance nomnale, mas la tenson nomnale ne change pas Défnton : la pssance reçe par n dpôle fléchée en récepter aqel on applqe ne tenson et q est traversé par n corant d'ntensté vat P =. ntés : le watt (W) s est en volts (V) et est en ampères (A) S P > 0 W le dpôle est récepter. S P < 0 W le dpôle est générater. Exemple : ne battere de 12 V almentant ne lampe q est alors traversée par n corant de 2 A fornt 12 x 2 = 24 W Ordres de grander des pssances électrqes 1mW = 0,001 W = 10-3 W 1W composants électronqes, les ples, les dodes, la lampe de poche, 100 W apparels vdéo, télévson, PC, 500 W ne personne q travalle dr! 736 W n cheval-vaper (1 CV) 1kW = 1000 W = 10+3 W l'électroménager, chaffage électrqe, les machnes électrqes : moters, alternaters, 300 kw pssance moyenne d'n gros camon 1MW = W = 10+6 W n avon, ne locomotve, n TGV, 1 GW = W ne centrale ncléare Lycée Los Armand - MULHOUSE page 1 Physqe Applqée - HASSENBOEHLE

2 1 GEL C hapt re 4 : Pssance et énerge Cas des résstances lnéares rappel d chaptre 2 : P =. =. 2 = = 2 ps U max = Pmax. et Imax = Pmax exemple : calcler Umax et Imax por n résstor 470 Ω, ½ W Mesrage d'ne pssance P en régme contn montage voltampèremétrqe avec n ampèremètre et n voltmètre P =. dpôle récepter générater V A dpôle récepter à l'ade d'n wattmètre A V W générater A V W dpôle récepter n wattmètre a dex crcts ndépendants : le crct corant entre les bornes A et q mesre l'ntensté d corant le crct tenson entre les bornes V et q mesre la tenson l ndqe le calbre d crct corant et le calbre d crct tenson Exercce : n wattmètre de calbre 240 V, 5 A a 120 dvsons et l'aglle s'arrête sr la dvson 100. Calcler la pssance qe consomme le dpôle récepter. dévaton le wattmètre mesre P = nombre de dvsons x calu x cali = x 240 x 5 = 1000 W = 1 kw W 240 V 5 A Lycée Los Armand - MULHOUSE page 2 Physqe Applqée - HASSENBOEHLE

3 1 GEL C hapt re 4 : Pssance et énerge 4.2. L'énerge électrqe Défnton : n apparel reçot de l'énerge s'l est capable de fornr n traval mécanqe o de la chaler W =.. t Untés : le jole (J) s est en volts (V), est en ampères (A) et t en secondes (s) Atres ntés : le klowatthere (kwh) tlsé par le fornsser d'énerge électrqe rappelons qe. est la pssance en watts (W) 1 kwh correspond à 1000 x 3600 joles = J l'électronvolt (ev) tlsé par les physcens ncléares 1 ev = 1,6 x J la tonne éqvalent pétrole (tep), la tonne éqvalent charbon (tec), exemple : mon télévser consomme 50 W et reste allmée tote ne jornée l consomme W = P.t = 50 x 24 x 3600 = J l'edf me factre W = P.t = 50 x 24 = 1200 Wh = 1,2 kwh et s le kwh coûte 0,12, coût = 1,2 x 0,12 = 0,144 Atre défnton de la pssance : comme W = P.t on a P = W t. etenons alors qe : La pssance est l'énerge reçe o forne en ne seconde. Lycée Los Armand - MULHOUSE page 3 Physqe Applqée - HASSENBOEHLE

4 1 GEL C hapt re 4 : Pssance et énerge L'énerge se trove sos dfférentes formes : - électrqe W = P. t =.. t (J) (W) (s) (V) (A) (s) - mécanqe, hydralqe - solare, rayonnante - thermqe, géothermqe (les pompes à chaler) - ncléare - chmqe L'énerge électrqe en foncton de la qantté d'électrcté traversant n dpôle Q =. t donc W =.. t =. Q. (J) (V) (A) (s) (V) (C) L'effet Jole : Un résstor de résstance traversé par n corant transforme en chaler tote l'énerge électrqe q'l reçot générater énerge W dsspée par effet Jole dans le résstor W =. 2. t Lycée Los Armand - MULHOUSE page 4 Physqe Applqée - HASSENBOEHLE

5 1 GEL C hapt re 4 : Pssance et énerge 4.3. La conservaton de l'énerge Prncpe de la conservaton de l'énerge d'n système solé On attrbe à Lavoser la maxme «en ne se perd, ren ne se crée, tot se transforme». Il a décovert en procédant à ne fermentaton, q'l y a ne égale qantté de matère avant et après l'opératon. En d'atres termes : l'énerge reçe par n système est égale à l'énerge resttée par ce système Wabs énerge absorbée apparel o système Wt énerge tle Wabs = Wt + wp énerge perde wp ps, s on dvse les énerges W par le temps de fonctonnement t, on a la pssance W t = P Wa t = P abs pssance absorbée apparel o système pssance perde W p t W t = Pt pssance tle = pertes Pa = P + pertes Cas d générater. 2.t = E - por n générater et en mltplant par on trove = E - 2 E. E. sot P t = P abs - pertes générater tlsaton La pssance tle forne par n générater est la pssance absorbée dmnée les pertes par effet Jole Lycée Los Armand - MULHOUSE page 5 Physqe Applqée - HASSENBOEHLE

6 1 GEL C hapt re 4 : Pssance et énerge Cas d récepter. 2.t = E + por n récepter et en mltplant par on trove. = E + 2 E E. sot Pabs = Pt + pertes générater récepter La pssance absorbée par n récepter est la pssance tle agmentée les pertes par effet Jole Le rendement η d'n système η = P t P abs η (se dt "éta") est la lettre grecqe q désgne le rendement Exemple : Un moter absorbe n corant de 14 A lorsq'l est almenté sos 230 V. Il fornt ne pssance mécanqe de 3000 W. Calcler son rendement. solton : le moter absorbe de l'énerge électrqe Pabs = 230 x 14 = 3220 W le rendement vat alors : η = P t Pabs = = 0,932 = 93,2 % En effet le rendement s'exprme sovent en %. % est comme "dvsé par cent" 93,2 % sgnfe qe s le moter absorbe 100 W, l prodt 93,2 W d'tles : 100 W moter 93,2 % 93,2 W Lycée Los Armand - MULHOUSE page 6 Physqe Applqée - HASSENBOEHLE

7 1 GEL C hapt re 4 : Pssance et énerge 4.4. Conséqences de l effet JOULE K 100 C 0 C A l nstant t = 0 seconde, je ferme l nterrpter K ps, totes les secondes, je mesre la températre θ (lettre grecqe «thêta») θ en degrés Celss ( C). t(s) θ( C) Traçons la corbe donnant la températre θ ( C) en foncton d temps t (s) : θ a est la températre ambante θ é est la températre d éqlbre 1 À la fermetre de K, tote l énerge électrqe W = 2 t sert à chaffer. 2 De 1 seconde à 6 secondes, chaffe et commence à dssper de la chaler dans l ar. 3 À partr de 7 secondes, tote la chaler est dsspée dans l ar, ne chaffe pls. On pet dmner la températre d éqlbre avec n ventlater o avec n dsspater thermqe (heatsnk) L effet JOULE est sot n avantage (apparels tlsés por le chaffage) sot n nconvénent (pertes dans les apparels) Lycée Los Armand - MULHOUSE page 7 Physqe Applqée - HASSENBOEHLE

Documents pareils

Clemenceau. Régime sinusoïdal forcé. Impédances Lois fondamentales - Puissance. Lycée. PCSI 1 - Physique. Lycée Clemenceau. PCSI 1 (O.

Clemenceau. Régime sinusoïdal forcé. Impédances Lois fondamentales - Puissance. Lycée. PCSI 1 - Physique. Lycée Clemenceau. PCSI 1 (O. ycé Clnca PCS - Physq ycé Clnca PCS (O.Granr) ég snsoïdal forcé pédancs os fondantals - Pssanc ycé Clnca PCS - Physq ntérêt ds corants snsoïdax : Expl d tnsons snsoïdals : tnson d sctr (50 H 0 V) s lgns