partie a : la chimie, science de la transformation de la matiere
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PARTIE A : LA CHIMIE, SCIENCE DE LA TRANSFORMATION DE LA MATIERE. PARTIE B ENERGIE ELECTRIQUE ET CIRCUITS ELECTRIQUES EN « ALTERNATIF ». 12 semaines. CHAPITRE 3 : PUISSANCE ET ENERGIE ELECTRIQUE. I Les transformations d’énergie II La puissance électrique Valeurs nominales - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
PARTIE A : LA CHIMIE, SCIENCE DE LA
TRANSFORMATION DE LA MATIERE
12 semaines
CHAPITRE 3 : PUISSANCE ET ENERGIE ELECTRIQUE
I Les transformations d’énergieII La puissance électrique
1. Valeurs nominales2. Puissance reçue par un appareil électrique3. Surintensité et dispositifs de protection
III L’énergie électrique4. Définition5. La facture d’électricité
I Les transformations d’énergieOn a vu (Cf ch1) que l’énergie existe sous plusieurs formes : l’énergie électrique, l’énergie thermique (chaleur), l’énergie mécanique (mouvement), etc…
L’unité légale d’énergie est le joule (J)
Tous les appareils que construit l’homme afin d’améliorer son confort sont des convertisseurs d’énergie. Ils reçoivent de l’énergie sous une forme et la restituent sous une ou plusieurs autres.
James Prescott Joule 1818 - 1889 physicien britannique
ENERGIE
ELECTRIQUE
ENERGIETHERMI
QUE
ENERGIETHERMI
QUE
ENERGIE
ELECTRIQUE
ENERGIERAYONN
ANTE
ENERGIETHERMI
QUE
ENERGIE
ELECTRIQUE
ENERGIEMECANI
QUE
II La puissance électrique1. Valeurs nominales
Relevons les valeurs figurant sur les plaques signalétiques de plusieurs appareils :
Sur les plaques signalétiques d’un appareil électrique, on peut lire plusieurs informations :
• La tension nominale exprimée en volt (V) : c’est la tension normale d’utilisation.
• La nature du signal (AC ou DC) permettant un fonctionnement normal de l’appareil.
• La puissance nominale exprimée en watt (W) : c’est la puissance reçue par l’appareil en fonctionnement normal.
2. Puissance P reçue par un dipôle
IUP Watt (W)
V
A
James Watt1736-1819
Physicien Ecossais
2.1 En courant continu
effeff IUP Watt (W)
V
A
2.2 En courant alternatif
FACILEP = 3 W; U = 220 V I = P = 500 W ; I = 2,0A U = U = 3 V; I = 0,05A P =
DIFFICILEP = 2,5 mWU = 125 mV I =
P = 32 MWI = 500 A U =
U = 12 kVI = 750 mA P =
Application numérique :
Il fautCONVERTIR !
0,013 A = 1,3 mA250 V0,15 W
0,02 A = 20 mA
64 000 V = 64 kV
9000 W = 9 kW
3. Surintensité et appareils de protection
3.1 Additivité des puissances dans un circuit en dérivation
Loi des nœuds : Itotale = I1 + I2
Puissances mises en jeu :
P1 = U1 x I1 P2 = U2 x I2 Ptot = Ugéné x Itotale
Dans un circuit en dérivation on a U1 = U2 = Ugéné
Ainsi Ptot = Ugéné x (I1 + I2) = Ugéné x I1 + Ugéné x I2
D’où Ptot = U1 x I1 + U2 x I2 = P1 + P2
Dans un circuit en dérivation, les puissances consommées s’ajoutent.
Dans une installation domestique, plus on branche d’appareils sur une même ligne, plus la puissance consommée est grande.
Or Ptotale = Usecteur x Itotale soitteursec
totaletotale U
PI
Par conséquent, si Ptotale augmente, Itotale augmente.
Il y a risque de surchauffe,
Donc risque d’incendie !
3.2 Surintensité
Le branchement de plusieurs appareils électriques sur une même ligne électrique d’une installation domestique peut provoquer une surintensité.
3.3 Appareils de protection
• On se protège d’une surintensité à l’aide d’un fusible branché sur la ligne électrique à protéger.
• Le fusible fond si l’intensité qui le traverse est supérieure à une certaine valeur : il ouvre le circuit.
III L’énergie électrique1. Définition
E = P × ΔtJoule(J)
W
s
FACILEP = 3 W ; Δt = 220 s E= P = 500 W ; E = 2,0 J Δt =
E = 30 J ; Δt = 5 s P = DIFFICILE
P = 2,5 kWE = 1250 J Δt =
P = 32 WΔt = 5 minutes E =
E = 12 kJΔt = 2h20 P =
Application numérique :
Il fautCONVERTIR !
660 J0,004 s = 4 ms
6 W
0,5 s
9600 J
1,4 W
2) La facture électrique
EDF facture l’énergie électrique, au prix du kiloWatt-heure consommé (le Joule, unité trop petite, n’est pas utilisé).
E = P × ΔtWatt-heure(Wh)
W
h
Un kilo Watt-heure coûte environ 7 centimes d’euros en heure pleine. Quel est le prix de l’électricité nécessaire pour :faire tourner un lave-vaisselle ? (durée du lavage 1h , puissance de l’appareil 2500W)
WhtPE 250012500
kWh,WhE 522500
euros,euros,Eprix 1750070
- Regarder une émission de 52 minutes à la télé en heure creuse (1kWh = 5 cents) ? (puissance 200W)
WhtPE 1736052200
kWh,WhE 170173
centimeeuros,euros,,prix 100950050170
Convertir un temps
Temps en s
Temps en min
Temps en h
÷ 60 ÷ 60
× 60 × 60
÷ 3600
× 3600
Exemples
Convertir 2 h 43 min 24 s en secondes et en heures
Convertir 3 h 12 min 45 s en secondes et en heures
h,t
st
72226043
360024
980424604336002
Δt = 11565 s = 3,2 h
Exercices
Puissance Synthèse