Physique-Chimie · Première · Énergie : conversions et transferts
L’énergie électrique
Puissance, effet Joule et rendement.
En bref
Un circuit électrique transfère de l'énergie d'un générateur vers des récepteurs, qui la convertissent en une autre forme.
Puissance et énergie
| La grandeur | Sa formule | Son unité |
|---|---|---|
| Puissance P | U × I | Watt (W), avec U en volts et I en ampères |
| Énergie E | P × Δt | Joule (J) si Δt est en secondes |
Le kilowattheure, unité des factures, vaut 3,6 × 10⁶ J.
La loi d'Ohm et l'effet Joule
Pour un conducteur ohmique de résistance R, en ohms :
U = R × I
La puissance qu'il dissipe entièrement sous forme thermique vaut :
P = R × I²
| L'effet Joule est… | Où |
|---|---|
| Utile | Radiateur, grille-pain, fusible |
| Nuisible | Ordinateur, ligne électrique |
Les pertes varient avec le carré de I : d'où le transport de l'électricité à très haute tension, qui réduit l'intensité et donc les pertes.
Le rendement
η = E(utile) / E(reçue)
Toujours inférieur à 1, souvent exprimé en pourcentage.
| Le convertisseur | Son rendement lumineux |
|---|---|
| Lampe à incandescence | Moins de 5 % |
| LED | Largement plus de 30 % |
Le générateur réel
Sa résistance interne r dissipe une part de l'énergie produite :
U = E − r × I
où E est la force électromotrice.
Plus le courant appelé est fort, plus la tension délivrée chute.
Le bilan, toujours le même
énergie fournie = énergie utile + énergie dissipée
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Quelle relation donne la puissance électrique d’un dipôle ?
2.Quelle est l’expression de la puissance dissipée par effet Joule ?
3.Pourquoi transporte-t-on l’électricité à très haute tension ?
4.Un rendement peut-il dépasser 1 ?
5.Combien de joules vaut un kilowattheure ?
6.La résistance interne d’un générateur fait chuter la tension à ses bornes quand le courant augmente.
0 / 6 questions
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