Sciences de l'ingénieur · Première · Théorie des mécanismes
Énergie et puissance
Le rendement, c’est utile ÷ absorbé.
En bref
Un système technique transforme de l'énergie : électrique en mécanique dans un moteur, mécanique en électrique dans une génératrice, chimique en électrique dans une batterie.
Énergie et puissance
La puissance est un débit d'énergie :
P = E / Δt, donc E = P × Δt
| La grandeur | Son unité |
|---|---|
| Énergie E | Joule (J) |
| Puissance P | Watt (W) |
Le kilowattheure, unité des factures, vaut 3,6 × 10⁶ J.
Les expressions à connaître
| Le domaine | La formule | Les unités |
|---|---|---|
| Électrique | P = U × I | V et A |
| Électrique, dissipation | P = R × I² | Ω et A |
| Mécanique en translation | P = F × v | N et m/s |
| Mécanique en rotation | P = C × ω | N·m et rad/s |
La conversion demandée à chaque devoir :
ω = 2π × N / 60, où N est en tours par minute
Le rendement
η = P(utile) / P(absorbée)
Toujours inférieur à 1. La différence part en pertes : effet Joule dans les bobinages, frottements dans les paliers, échauffement, bruit.
Le rendement d'une chaîne
Les rendements des maillons successifs se multiplient :
η(total) = η1 × η2 × η3
| Les maillons | Le rendement total |
|---|---|
| Trois maillons à 90 % | 0,90 × 0,90 × 0,90 ≈ 73 % |
| Trois maillons à 80 % | ≈ 51 % |
C'est le résultat contre-intuitif du chapitre : une chaîne longue perd beaucoup, même si chaque maillon est bon.
Conséquences de conception
| Le levier | Pourquoi |
|---|---|
| Réduire le nombre de conversions | Chaque conversion multiplie par un facteur inférieur à 1 |
| Agir sur le maillon le plus mauvais | Un maillon à 50 % plafonne tout le reste, quel que soit le soin apporté aux autres |
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Quelle relation lie puissance et énergie ?
2.Quelle est l’expression de la puissance mécanique en rotation ?
3.Comment se combinent les rendements des maillons successifs d’une chaîne ?
4.Un rendement peut-il dépasser 1 ?
5.Comment convertit-on une vitesse en tours par minute en radians par seconde ?
6.Quelle est l’expression de la puissance mécanique en translation ?
0 / 6 questions
Dans l’app, ce chapitre a son quiz complet, chronométré, et tes erreurs reviennent au bon moment pour ne plus les refaire.
La fiche de révision, sur une page
Tout « Énergie et puissance » sur une seule page A4 illustrée : l’essentiel, les pièges et un mini-test. Elle se débloque dans l’app avec des gemmes — et ton compte gratuit en offre assez pour tes trois premières fiches.
