Physique-Chimie · 3e · Les circuits électriques
Puissance et énergie électrique
Ce qui consomme, et ce que ça coûte.
En bref
La puissance d'un appareil est l'énergie qu'il convertit par seconde.
La puissance d'un appareil est l'énergie qu'il convertit par seconde. Elle se note P, en watts.
Les deux formules
| La formule | Ses unités |
|---|---|
| P = U × I | P en watts, U en volts, I en ampères |
| E = P × t | E en joules si t est en secondes |
| — | En wattheures si t est en heures |
1 kWh = 3,6 × 10⁶ J
En effet, 1 kWh correspond à 1 000 W pendant 3 600 s : 1 000 × 3 600 = 3 600 000 J.
La plaque signalétique
« 230 V — 2 000 W » : on en déduit l'intensité appelée.
I = P ÷ U = 2 000 ÷ 230 ≈ 8,7 A
La puissance nominale indiquée sur la plaque est celle que l'appareil consomme quand il reçoit sa tension nominale, ici 230 V.
Les ordres de grandeur
| L'appareil | Sa puissance |
|---|---|
| Chargeur de téléphone | Environ 5 W |
| Ampoule LED | 8 W |
| Ampoule à filament équivalente | 60 W |
| Réfrigérateur | 150 W |
| Four | 2 000 W |
| Plaque de cuisson | 3 000 W |
Calculer un coût
| L'étape | Le calcul, pour un four de 2 000 W pendant 1 h 30 |
|---|---|
| 1. L'énergie en kWh | E = 2 kW × 1,5 h = 3 kWh |
| 2. Le coût | 3 × 0,20 € = 0,60 € |
La puissance dit la vitesse à laquelle on consomme, l'énergie la quantité totale. Une ampoule de 60 W allumée une heure consomme autant qu'une ampoule de 6 W allumée dix heures.
Exemple résolu : un chargeur et une console
Une console de 150 W fonctionne 2 h par jour pendant 30 jours ; le kWh coûte 0,20 €.
- Puissance en kW : 150 W = 0,15 kW.
- Durée totale : 2 × 30 = 60 h.
- Énergie : E = 0,15 × 60 = 9 kWh, soit 9 × 3,6 × 10⁶ = 3,24 × 10⁷ J.
- Coût : 9 × 0,20 = 1,80 € pour le mois.
La méthode : 1. convertir la puissance en kW et la durée en heures ; 2. calculer E = P × t en kWh ; 3. multiplier par le prix du kWh. Pour un résultat en joules, garder P en W et t en s.
Réduire sa consommation
| Le geste | Son effet |
|---|---|
| Comparer les étiquettes énergie | Choisir le meilleur rendement |
| Préférer les LED | Un rapport lumière/puissance bien meilleur |
| Éteindre les veilles | Une consommation continue supprimée |
| Limiter la durée des appareils puissants | Four, chauffage, sèche-linge |
Les erreurs fréquentes
- Confondre watt (puissance) et wattheure (énergie).
- Multiplier des kW par des minutes : il faut des heures pour obtenir des kWh.
- Croire qu'une LED de 8 W éclaire moins qu'une ampoule à filament de 60 W : elles éclairent autant, la LED gaspille simplement beaucoup moins en chaleur.
Au brevet, on te donne souvent une facture ou une plaque signalétique : identifie P, U, t, puis calcule I, E et le coût.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
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1.Quelle est la formule de la puissance électrique ?
2.Dans quelle unité se mesure la puissance ?
3.Quelle est la formule de l’énergie électrique consommée ?
4.À combien de joules correspond 1 kWh ?
5.Quelle intensité appelle un appareil de 2 000 W sous 230 V ?
6.Combien consomme un four de 2 000 W utilisé pendant 1 h 30 ?
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