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Puissance électrique

Réalisé par : Prof AKRID Abdelouahab

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Les objectifs du cours :

  • Connaitre la puissance électrique et son unité.
  • Savoir identifier les caractéristiques nominales d’un appareil électrique.
  • Connaitre et appliquer la relation P = U x I
  • Déterminer la puissance électrique consommée par un appareil de chauffage.

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Pourquoi La lampe L2 brille plus que la lampe L1?

Lampe L1

(12V-5W)

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Lampe L2

(12V-21W)

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4

25w

9w

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I-Notion de la puissance électrique:

  1. Expérience:

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On branche deux lampes de

même type L1(230V-9W) et

L2(230V-25W) en dérivation

aux bornes d’une prise de

courant:

G�~

230V-25W

230V-9W

12V

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2 ) Observation et interprétation :

  • L’éclairage de la lampe L2 est plus grand que celle de la Lampe L1, car sa puissance électrique est plus grande (P2=25W > P1=9W).

3 ) Conclusion:

  • La puissance électrique est une grandeur physique qui se note avec la lettre P et exprime la performance d’un appareil électrique (éclairage ou le chauffage ...).
  • Les valeurs 25W et 9W sont les puissances nominales des deux lampes .

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II ) Les caractéristiques nominales d'un appareil électrique

Sur tout appareil électrique on trouve une plaque signalétique indiquant quelques grandeurs physiques comme:

  • La tension nominale indiquée sur un appareil est la tension qui permet une utilisation normale de l’appareil.
  • La puissance nominale (Pn): est la puissance qu’il reçoit lorsqu’il est soumis à sa tension nominale.
  • Intensité nominale (I) : C'est l'intensité du courant qui doit traverser l'appareil pour fonctionner normalement.

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III ) Les unités de mesures de la puissance électrique:

  • L’unité de la puissance dans (SI) est le Watt, notée W.
  • On utilise également les unités suivantes:

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Multiple du Watt

Sous multiple du Watt

Gigawatt (GW)

Mégawatt (MW)

Kilowatt (KW)

Milliwatt (mW)

1GW=109W

1MW=106W

1KW=103W

1mW=10-3W

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IV- La puissance électrique consommée par un appareil électrique traversé par le courant continu :

1.Expérience :

Nous réalisons le circuit électrique ci-contre� à l'aide de la lampe L1 (12V – 21W),puis nous �mesurons l'intensité du courant qui traverse� la lampe lorsqu’on applique la tension nominale� entre ses bornes, puis nous répétons l'expérience en utilisant des autres lampes L2 (12V – 25W) ,L2 (12V – 15W) ,L2 (12V – 9W) .

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U×I=2,11 ×12=25, 3w

25w

21w

U×I=1,76 ×12=21,12w

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U×I=1.25 ×12=15w

15w

U×I=0,75×12=9w

9w

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P=15w =

I

U

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  1. Résultats :

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3- Observation:

  • Nous observons que le produit U × I est presque égale à la puissance nominale P , lorsqu’on appliquant la tension nominale.

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Lampes

Puissance nominale

P(W)

Tension nominale� U(V)

Intensité de courant �I(A)

Le produit� U×I

L1

21

12

1,75

21

L2

25

12

2,1

25,2

L3

15

12

1.25

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4- Conclusion:

La puissance électrique consommée par un appareil électrique en courant continu est exprimée par la relation suivante:

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  • P: La puissance consommée en watts (W).
  • U: La tension électrique entre les deux bornes de l'appareil en volte (V).
  • I: L’intensité du courant électrique traversant l'appareil en ampères (A).

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P = U × I

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R

P

U

P=

U =

R=

R U

P R

P u

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la lampe est en sous-tension (U < UN), et (PC < PN).

la lampe est en surtension (U > UN), (PC > PN)

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la lampe est alimentée sous sa tension nominale �(U = UN) et (PC = PN).

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5- Remarques:

  • Lorsque la lampe est en sous-tension (U < UN), elle brille moins et reçoit une puissance inférieure à sa puissance nominale.(PC < PN).
  • Lorsque la lampe est en surtension (U > UN), elle brille fortement et reçoit une puissance supérieure à sa puissance nominale. (PC > PN); Elle peut alors être rapidement détruite.
  • Lorsque la lampe est alimentée sous sa tension nominale �(U = UN), la puissance qu’elle reçoit est sa puissance nominale. (PC = PN).

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V- La puissance électrique consommée par un appareil électrique traversé par le courant alternatif :

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  • En courant alternatif, la relation: P = U × I �ne reste valable que pour les appareils de chauffages (tel que la lampe, le chauffe-eau, le fer à repasser, le four électrique,…).

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La puissance électrique consommée par un appareil de chauffage traversé par le courant alternatif est exprimée par la relation suivante:

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  • P: La puissance consommée en watts (W).
  • Ueff: La tension efficace entre les deux bornes de l'appareil en volte (V).
  • Ieff: L’ intensité efficace traversant l'appareil en ampères (A).

 

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25w

21w

R×I²=6,8 ×1,76²=25w

R×I²=5,7 ×2,11²=21w

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15w

9w

R×I²=9,6 ×1,25²=15w

R×I²=15,9 ×0,75²=15w

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VI. Puissance électrique d’un appareil de chauffage

  • Un appareil de chauffage est un appareil qui transforme l’énergie électrique en énergie thermique (chaleur) et constituée d’un conducteur ohmique de résistance R.
  • La puissance électrique consommée par l’appareil de chauffage est: P=U x I (1)
  • D’après la loi d’Ohm, on a: U=R x I (2)
  • De (1) et (2) on remarque que : P= R x I x I
  • Donc :

P = R x I2

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  1. La puissance consommée par une installation:
  2. La puissance électrique totale consommée par l’installation est égale à la somme des puissances consommées par chaque appareil de l’installation fonctionnant en même temps:

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  • La puissance totale Pt ne doit pas dépasser la puissance maximale Pmax spécifiée pour la maison par l’agence de distribution d'électricité.

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Pt = P1+P2+P3…

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