PUISSANCE. Date Progression. Exercice d application 1: Calculer l intensité nominale

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1 Date Progression Pour le... : I Puissance nominale d un appareil électrique II Puissance en courant continu 1 ) Expression de la puissance Activité 1: Quel est le lien entre la puissance, la tension et l intensi- té? Exercice d application 1: Calculer l intensité nominale 2 ) Comment calcule-t-on la puissance électrique d une installa- tion? Exercice d application 2: Calcul de la puissance d une installation III Energie électrique Exercice d application 3: Calculer l énergie à partir de la puissance Interrogation écrite 5 Document Prof THIA TUE KING YN Rudy - Gemini Graphics - 200

2 : Que sont puissance d un appareil et énergie consommée? Objectifs : Comparer des puissances nominales Connaître l expression de la puissance électrique reçue par un appareil Savoir calculer l énergie électrique consommée par un appareil Savoir lire une facture EDF Plan : I Puissance nominale d un appareil électrique II II Puissance en courant continu 1 ) Expression de la puissance 2 ) Comment calcule-t-on la puissance électrique d une installation? III III Energie électrique 1 THIA TUE KING YN Rudy - Gemini Graphics - 200

3 I Puissance nominale d un appareil électrique Observations : Sur les deux lampes d un cyclomoteur, on a les indications suivantes: (6V; 15W) et lampe arrière (6V; 4W) La première indication indique la tension nominale: 6V. La seconde indique la puissance nominale 15W ou 4W. Interprétation : La lampe avant reçoit une puissance supérieure à la lampe arrière et éclairera donc plus fort. Conclusion : La puissance nominale d un appareil est la puissance électrique qu il reçoit lorsqu il est soumis à sa tension nominale La puissance se note P et son unité est le watt. (W) 2 THIA TUE KING YN Rudy - Gemini Graphics - 200

4 II Puissance en courant continu. 1 ) Expression de la puissance Activité 1: Quel est le lien entre la puissance, la tension et l intensité Réalise le circuit ci-contre avec la lampe (12V, 21W) puis avec la lampe (12V, 5W) en utilisant un générateur de tension continue 12V. 1 ) Complète le tableau suivant. 2 ) Quelle relation peux-tu écrire entre la puissance, la tension et l intensité. Interprétation : On remarque que pour chaque lampe le produit U I est égal à la puissance indiquée sur le culot. Conclusion : La puissance P reçue par un appareil fonctionnant en courant continu est égale au produit de la tension U entre ses bornes par l intensité I du courant qui la traverse: Exercice d application 1: Calculer l intensité nominale P = U I Avec: P, puissance en watt (W); U, tension en volt (V) et I, intensité en ampères (A) Pour protéger une ligne électrique alimentant un four (230V; 3,5kW), peut on utiliser un fusible de 20A? Justifie ta réponse. Calcul de l intensité efficace du courant sui traverse la résistance chauffante du four I= P/U Avec P = 3,5kW = 3500 W et U = 230V I = 3500/230 I = 15,2 A Or 15,2 < 20; on peut donc utiliser un fusible de calibre 20A 3 THIA TUE KING YN Rudy - Gemini Graphics - 200

5 2 ) Comment calculer la puissance électrique d une installation électrique? Conclusion : La puissance reçue par une installation est égale à la somme des puissances consommées par les appareils qui fonctionnent simultanément Rem: EDF propose divers types d abonnements selon la puissance souscrite. L abonné ne doit pas dépasser cette puissance. Exercice d application 2: Calculer la puissance d une installation La maison d Alice possède l équipement électrique suivant: Un lave-linge (2 kw) Un réfrigérateur (100 W) Un ordinateur (100W) Un lave vaisselle (2 kw) Un sèche-cheveux (400W) Une lampe de 40W Un fer à repasser (1200kW) Un téléviseur (100W) Un abonnement de 6kW est-il suffisant? Calcul de la puissance totale de de l installation Ptot = = 5940 W soit 5,49kW Un abonnement de 6kW est suffisant car tous ces appareils ne fonctionnent pas simultanément 4 THIA TUE KING YN Rudy - Gemini Graphics - 200

6 III Energie électrique Un appareil consomme une énergie facturée par EDF. Elle se mesure en kilowattheure (Symbole : kwh) Nous pouvons donc supposer que l énergie dépend de la puissance et de la durée. Depuis plusieurs années, il est conseillé d économiser l énergie, notamment en limitant la durée de fonctionnement. Conclusion : L énergie électrique E consommée par un appareil de puissance P pendant une durée t est donnée par la relation: E = P t Avec: Si P est la puissance en watt (W), t le temps en heures (h), alors l énergie E est en wattheures (Wh) Si P est la puissance en watt (W), t le temps en secondes (s), alors l énergie E est en Joules (J) Rem: Pour convertir des Wattheures Wh en Joules J, il suffit de multiplier ou de diviser par 3600 Exercice d application 3: Calculer l énergie à partir de la puissance Les lampes des phares d un automobile ont une puissance de 45 W chacune. Calcule l énergie consommée par les deux lampes pendant une durée de fonctionnement de trois heures. Exprime ce résultat en kilowattheures puis en joules. Calcul de l énergie électrique en Wattheures consommée par les deux lampes Il y a 2 lampes E= 2 P t Avec P = 45W et t = 3 heures E = E = 20 Wh Calcul de l énergie électrique en Joules consommée par les deux lampes E = 20 Wh 3600 = J 5 THIA TUE KING YN Rudy - Gemini Graphics - 200

7 PAR LE TEXTE La puissance nominale est la puissance électrique que reçoit un appareil électrique soumis à sa tension nominale. Elle se note P et son unité est le watt (W). La puissance électrique d un appareil soumis une tension continue T et traversé par un courant I vaut: P = U I W V A La puissance électrique d une installation électrique est la somme de toutes les puissances des appareils fonctionnant simultanément. L énergie d un appareil de puissance P durant une durée t vaut: E = P t PAR LES MOTS Puissance Watt Energie Wattheure Joule J W s Wh W h PAR AR L I IMAGE Document Prof THIA TUE KING YN Rudy - Gemini Graphics - 200

8 : 1 Quel est le lien entre la puis- sance, la tension et l intensité? Réalise le circuit ci-contre avec la lampe (12V, 21W) puis avec la lampe (12V, 21W) en utilisant un générateur de tension continue 6V. 1 ) Complète le tableau suivant. 2 ) Quelle relation peux-tu écrire entre la puissance, la tension et l intensité. : A Calculer une intensité nominale Pour protéger une ligne électrique alimentant un four (230V; 3,5kW), peut on utiliser un fusible de 20A? Justifie ta réponse. : La maison d Alice possède l équipement électrique suivant: Un lave-linge (2 kw) Un réfrigérateur (100 W) Un ordinateur (100W) Un abonnement de 6kW est-il suffisant? Un lave vaisselle (2 kw) Un sèche-cheveux (400W) Une lampe de 40W B Calculer la puissance élec- trique d une installation Un fer à repasser (1200kW) Un téléviseur (100W) Les lampes des phares d un automobile ont une puissance de 45 W chacune. C : Calculer une énergie à par- tir de la puissance Calcule l énergie consommée par les deux lampes pendant une durée de fonctionnement de trois heures. Exprime ce résultat en kilowattheures puis en joules.

9 THIA TUE KING YN Rudy - Gemini Graphics ET ENERGIE I Puissance nominale d un appareil Compléter Sur un four électrique, on lit (230V; 1000W) et sur un autre, on lit (230V; 1500W) 1 ) Lequel de ces fours reçoit la plus grande puissance électrique? 2 ) Lequel chauffera le plus vite? II Puissance en courant continu Un chauffe-eau est branché sur le secteur 230V. Sa résistance chauffante est traversée par un courant d intensité efficace 8A. Calcule la puissance électrique reçue par cet appareil Dans une habitation, une ligne est protégée par un fusible de calibre 20A. 1 ) Calcule la puissance totale maximale des appareils qui peuvent être branchés sur cette ligne. 2 ) Peut-on brancher simultanément sur cette ligne un four électrique de 3kW, un fer à repasser de 1200 W et une machine à laver de 2,1kW? III Energie électrique Calcule l énergie à partir de la puissance Les lampes des phares d une automobile ont une puissance de 50W chacune Calcule l énergie consommée par deux lampes pour une durée de fonctionnement de trois heures. Exprime ce résultat en Joules puis en kilowattheures. Document Élève

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