15 ) l'énergie électrique
l'énergie électrique
I.
l'énergie électrique consommée par un appareil électrique :
1.
Notion d’énergie électrique
Un
appareil électrique reçoit de l’énergie électrique et la transforme en une
autre
forme
d’énergie, par exemple :
En
chaleur, c’est-à-dire en énergie thermique (grille-pain, radiateur,…)
En Mouvement,
c’est-à-dire en énergie mécanique (moteur)
2. Calcul d’énergie
électrique
a)
Expérience.
On
réalise le montage électrique suivant où on fait fonctionner une lampe de
caractéristiques nominales (150W – 220V) pendant 2h. au début de l’expérience
le compteur électrique affiche la valeur 0KWh et à la fin de l’expérience
(après 2h) le compteur affiche la valeur 0,3KWh=300Wh.
b)
Interprétation.
-
la puissance P de la lampe est P=150W ( ou P = U×I = 220V × 0,68A ≈ 150W ).
-
La valeur de l’énergie consommée par la lampe après 2h de fonctionnement est
E=0,3KWh=300Wh.
-
Calculons le produit P×t et comparons le avec la valeur de l’énergie consommée
E.
P×t = 150W × 2h = 300 Wh = E.
c) Conclusion.
Quand un appareil électrique de puissance nominale P fonctionne
pendant une durée t (ou Δt), il consomme une énergie électrique E telle que :
𝑬=𝑷×𝒕
3-
Unités de mesure de l’énergie électrique. w
ww.pc1.ma
-L’unité
internationale (ou légale) est le Joule
de symbole J.
-
Le Joule est l’énergie électrique consommée par un appareil de puissance
nominale 1W quand il fonctionne pendant une seconde 1s. c’est-à-dire 𝟏𝐉=𝟏𝑾×𝟏𝒔
- On peut aussi utiliser
d’autres unités comme unités secondaires tels que :
- Le Wattheure (Wh) : 1Wh = 3600 J
- Le Kilowattheure (KWh) : 1KWh =
1000 Wh
II-
L’énergie électrique consommée par les appareils de chauffage :
Un
appareil de chauffage est un appareil constitué d’une résistance chauffante R
qui transforme
presque
la totalité de l’énergie électrique E consommée en énergie thermique Q telle
que Q≈E.
c’est-à-dire
si par exemple un four électrique consomme une énergie électrique E=10 J alors
cette énergie va être transformée par le four en énergie thermique Q≈10 J.
L’expression
de la puissance P d’un appareil de chauffage est : P = R × I2.
Donc
l’expression de l’énergie électrique E consommée par un appareil de chauffage
est :
𝑬=𝑷×𝒕=𝑹×𝑰²×𝒕
-
Remarque : l’unité pratique de mesure de l’énergie thermique Q est le calorie (
Cal ) telle que : 𝟏𝐂𝐚𝐥=𝟒,𝟏𝟖 𝑱
III - L’énergie électrique consommée dans une installation
doméstique :
1- Description d’un
compteur électrique.
- sur chaque
compteur on trouve une constante C dite constante du compteur, qui s’exprime
en Wattheure
par tour ( Wh/tr ). elle nous donne la valeur d’énergie consommée pendant un
tour complet du
disque du compteur.
- Pour notre
compteur ; lorsque le disque effectue 1tour, cela veut dire que la valeur
d’énergie consommée dans l’installation de la maison est 4Wh.
- donc pour 2tr
: E = 2tr × 4Wh/tr = 8Wh.
- et pour 10tr
: E = 10tr × 4Wh/tr = 40Wh.
d’où la relation :
𝐄=𝐧×𝐜
E : énergie
électrique consommée en (Wh).
n : nombre de
tours du disque du compteur en (tr).
C : constante du compteur en (Wh/tr).