Puissance et énergie en électricité en 1ère
Puissance et énergie en électricité, c'est une notion de sciences de l'ingénieur du chapitre « Chaînes d'énergie et d'information », au programme de 1ère. Voici le cours, un exemple et de quoi t'entraîner.
Puissance et énergie en électricité : le cours
En courant continu, la puissance électrique reçue par un dipôle vaut $P = U \times I$ ($P$ en watts, $U$ en volts, $I$ en ampères). L'énergie est la puissance multipliée par la durée : $E = P \times \Delta t$ (en joules si $\Delta t$ est en secondes, en wattheures si $\Delta t$ est en heures ; $1 \text{ Wh} = 3\,600 \text{ J}$).
Exemple
Un moteur alimenté sous 12 V absorbe 5 A : $P = 12 \times 5 = 60 \text{ W}$. En 30 minutes, il consomme $E = 60 \times 0{,}5 = 30 \text{ Wh}$, soit $30 \times 3\,600 = 108\,000 \text{ J}$.
À retenir
$P = U \times I$ et $E = P \times \Delta t$ ; le kWh ($3{,}6 \text{ MJ}$) est l'unité de facturation de l'électricité.
S'entraîner sur puissance et énergie en électricité
Fais l'exercice, puis demande au tuteur de te corriger pas à pas.
Exercice 1
Un moteur électrique alimenté sous 24 V absorbe un courant de 5 A et fournit une puissance mécanique utile de 96 W. 1) Calcule la puissance absorbée et le rendement du moteur. 2) Calcule l'énergie absorbée, l'énergie utile et l'énergie perdue en 10 minutes de fonctionnement (en joules). Sous quelle forme l'énergie est-elle perdue ?
Corrige cet exercice avec le tuteur →Exercice 2
La chaîne de puissance d'un robot comprend une batterie (rendement 0,95), un variateur (rendement 0,97) et un moteur (rendement 0,85). 1) Calcule le rendement global. 2) La batterie stocke 500 Wh : quelle énergie mécanique est disponible ? 3) Propose deux améliorations d'éco-conception.
Corrige cet exercice avec le tuteur →Cette notion fait partie du chapitre Chaînes d'énergie et d'information (Sciences de l'ingénieur 1ère).