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ENERGIE ELECTRIQUE

I.  Notion d’énergie électrique

A.  Définition

L’énergie électrique consommée par un appareil est égale au produit de sa puissance par la durée de son fonctionnement

$E = P. t$

$P$ en watt, $E$ en joule et $t$ en seconde

B.  Unité d’énergie

L’unité d’énergie dans le SI est le joule $(J)$. On utilise aussi ses multiples :

$1KJ = 10^{3}J \;\\1MJ = 10^{6}J$

L’unité de l’énergie électrique consommée pendant 1h par un appareil de puissance 1 watt $(W)$ est le $Wh$.

Il existe une relation entre le $Wh$ et le $J$.

$1KWh = 10^{3}Wh$

$1MWh = 10^{6}Wh$

$1Wh = 3600j = 3,6 KJ$

$1KWh = 3 600 000J = 3600KJ = 3,6MJ$

II.  Energie consommée par un appareil thermique

L’énergie consommée par un appareil thermique est :

$P = U.I$ et $E= P.t$ donc $E = U.I.t$

Avec $E$ en $J$, $U$ en Volt ; $I$ en ampère et $t$ en seconde

III.  Transfromation de l'énergie électrique en chaleur

L’énergie électrique peut être convertie en quantité de chaleur. L’appareil qui permet la transformation de l’énergie électrique en quantité de chaleur est le convertisseur.

Comme exemple de convertisseur, on peut citer le chauffe-eau électrique, le thermoplongeur.

Le diagramme énergétique est donc :

Donc, $Q=E_{e}.r$

NB : r est le rendement du convertisseur qui est toujours < 1

  • Si r = 1 → il n’y a pas de perte d’énergie
  • Si r < 1 → il y a perte d’énergie

Remarque :

La quantité de chaleur est :

$Q = m c (tf – ti)$

$Q = m c Δt$

$tf=\frac{Q}{mc} +ti$   

$ti=tf-\frac{Q}{mc}$

Avec m : masse ; $C$ : capacité calorifique ; $Δt : tf – ti$ : variation de température.

IV.  Le compteur d'énergie électrique

Au départ d’une installation est placé un compteur qui mesure la consommation. Le courant fourni à l’installation traverse cet appareil où il provoque la rotation d’un disque. Le nombre de tours du disque est proportionnel à l’énergie consommée dans l’installation. L’énergie correspondant à un tour de disque du compteur est inscrite sur le cadran.

L’énergie consommée entre deux relevés s’obtient par la différence

Consommation = Nouvel  index – Ancien index.