Cours La puissance électrique

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1 Classe : 2ME BEP Métiers de l électrotechnique PUISSANCE ET ENERGIE Lieu : Salle de cours & salle de mesures Objectif Identifier la notion de puissance, d énergie et de rendement. Savoirs : S 0.1 : Circuits parcourus par un courant continu : - Puissance et énergie. Prérequis Tension, intensité, résistance. On donne On demande On exige Répondre aux questions posées dans le document en se referant au livre de cours. Livre de cours : La Puissance. Lois des circuits paragraphe 3 Fiches de cours Etapes du déroulement : Connaître la relation entre puissance, tension et intensité. Relation entre puissance et énergie. Notion de rendement. Etape On donne On demande On exige Condition & lieu 1 Fiches de cours Vidéo : Voyage 2 EP2 : Des volts pour aller plus loin. 2 Expériences : - Mesure de puissance et d énergie, vérifier la mesure d un compteur. 3 Livre NATHAN chap. : Variation de résistance 4 Fiche de cours : Variation de la résistance Participation aux questions posées par la vidéo Avant de démarrer. Retenir les points importants, se faire expliquer les termes techniques inconnus. Classe entière Participation à l expérience : Notion des lois de puissance et d énergie. Classe groupe Tableau de mesures à compléter. Lire le chapitre correspondant. Le chapitre est lu Maison Répondre aux questions posées dans la fiche en se referant au livre de cours. 5 Exercices d application Faire les exercices donnés en fin de chapitre. Faire exercice complémentaire donné en fin de séance. 6 Synthèse et correction Participer à l élaboration collective de la synthèse. 7 Evaluation Revoir l essentiel à retenir donné dans le support de cours. Au travers du travail sur document, les relations entre puissance et énergie sont apprises Les réponses sont complètes et correctes. Maison ou classe Classe entière Vérifier et revoir les erreurs Classe entière Evaluation portant sur les 30 mn cours Résistance et loi d ohm en & variation résistance. groupe Expériences associées : THEME D1 : Déterminer la puissance installée d une habitation TP8 : Mesure de puissance TP9 : Mesure d énergie Durée : 4h Références : Capacité Fonction Compétences C1 S informer F1 Organisation C1-1 Décoder les schémas, plans et descriptifs. C1-2 Prendre en compte les consignes verbales et écrites. Fiche n 1

2 LA PUISSANCE. Cours La puissance électrique INTRODUCTION 1 La puissance d un appareil correspond à la capacité qu à celui-ci à fournir de l énergie. Plus une machine est puissante, plus elle fournira d énergie. Travail et énergie. AVANT DE DEMARRER Nous avons vu qu il y avait une relation entre l énergie et la puissance. Rappeler le symbole de l énergie et son unité? LA PUISSANCE EST UNE GRANDEUR PHYSIQUE. Exprimer le symbole de la puissance et son unité : A SAVOIR Détermination de la puissance. Donner une définition de la puissance : La puissance et l énergie sont liées par le temps. Indiquer les relations mathématiques qui existe entre ces deux grandeurs : P= avec W= avec Ordres de grandeurs : Appareil Puissance mise en jeu Rendement Energie consommée en un jour Lampe à incandescence Radiateur électrique Machine-outil Automobile Alternateur de centrale Fiche n 2

3 RENDEMENT D UNE MACHINE. Principe de conservation de l énergie. Il y a quelques siècles, un savant nommé Lavoisier a affirmé un principe très important s'appliquant à l'énergie : «Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme.» Ainsi, lors d une transformation d énergie, il y a des pertes, mais c est toujours de l énergie. On la trouve sous forme d énergie thermique (De la chaleur). Compléter le schéma ci-dessous et placer les symboles Wa, Wu et Wp Machine ou système. Avec : Wa = Wu = Wp = Ecrire la relation entre ces trois termes : Le rendement s écrit c est un nombre sans il est toujours inférieur à Ecrire la relation entre le rendement et l énergie: Rendement par rapport à la puissance. Sachant que le principe de conservation d énergie est valable pour la puissance, compléter le diagramme suivant : Machine ou système. Ecrire la formule des pertes en puissance : Ecrire la formule du rendement en puissance : Fiche n 3

4 MESURAGE DE L ENERGIE ELECTRIQUE. Appareil utilisé : Afin de pouvoir facturer l électricité utilisée par ses clients, EDF doit compter l énergie électrique consommée. On utilise donc un compteur d énergie. Celui-ci est placé entre le réseau EDF et l installation électrique de l utilisateur. Indiquer le nom de cet appareil : Symbole schématique du compteur électrique Les différents types de compteurs : Il existe deux technologies de compteurs d énergie, citez-les : A quoi correspond la lettre K d un compteur à disque : Comment est visualisé le comptage sur un compteur à disque? Comment est visualisé le comptage sur un compteur électronique? Compteur : Compteur : Fiche n 4

5 LA PUISSANCE ACTIVE EN MONOPHASE Cours La puissance électrique C est la puissance qui est à l origine de l énergie fournit par le récepteur. Elle est indiquée par le wattmètre, se note P et s exprime en Watt. Exprimer la relation qui existe entre les trois termes P, U, I et cosφ: P= avec Cas n 1 : récepteur comportant des bobines (cosφ=0,8) En déduire l intensité passant dans un petit moteur de 150W alimentée sous 230V? Cas n 2 : récepteur ne comportant que des composants résistifs (cosφ=1) En déduire l intensité passant dans un projecteur de 150W alimentée sous 230V? Que devient la formule pour des récepteurs purement résistifs? Nous allons étudier dans un premier temps seulement des récepteurs purement résistif. Dans ce cas : et cos φ=. Fiche n 5

6 MESURAGE DE LA PUISSANCE POUR UN RECEPTEUR PUREMENT RESISTIF : Cours La puissance électrique Il existe deux méthodes pour mesurer la puissance d un récepteurs purement résistif. La méthode directe et la méthode indirecte. 1. Méthode indirecte : La méthode de mesure indirecte ne nécessite pas de wattmètre. Il suffit d un voltmètre et d un ampèremètre. On mesure les valeurs U et I puis on fait le produit de U par I et on obtient P puisque P=UxI et que cosφ=1 On appelle cette méthode, la méthode Schéma de la méthode voltampèremétrique : Placer les appareils de façon à mesurer U et I. G I U P=U x I x cosφ Récepteur 2. Méthode directe : Pour mesurer directement une puissance, on utilise un appareil qui mesure les watts, on l appelle le Cet appareil est en fait le regroupement d un ampèremètre et d un voltmètre. L affichage donne directement le résultat P=U x I x cosφ en watts. Le wattmètre possède quatre bornes. Deux bornes pour la partie Ampèremètre (Com et A) et deux bornes pour la partie Voltmètre (Com et V). Généralement, il faut relier ensembles les deux bornes Com. Schéma : Indiquer dans les cases et sur le schéma le nom de chaque bornes : G I W U W A V Récepteur Fiche n 6

7 Exemples de wattmètres permettant la mesure directe : Wattmètre analogique : Pince wattmètre numérique Fiche n 7