Énergie et puissance





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date de publication21.05.2017
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ÉNERGIE ET PUISSANCE

des dipôles résistifs



I-Loi d'Ohm pour un dipôle résistif


Dans le TP « Résistance d'un résistor », la courbe obtenue est une droite passant par l'origine du repère : la tension aux bornes du résistor et l'intensité du courant qui le traverse sont proportionnelles.

Le résistor est un dipôle linéaire.

Cette droite s'appelle la caractéristique du résistor.

Le coefficient directeur de la droite est égal à la résistance R du résistor.

Loi d'Ohm : la tension U aux bornes d'un résistor traversé par un courant d'intensité I est U = R I.

II- Puissance d'un résistor – Effet Joule


  • La puissance électrique absorbée par un résistor est égale au produit de la tension U par l'intensité I du courant. P = U I



La puissance est mesurée à l'aide d'un wattmètre.
Il possède un "circuit tension" et un "circuit intensité".


Il s’intercale dans le circuit de la même façon qu’un transformateur.

L’alimentation entre les bornes « POWER » ou « SOURCE » et le circuit récepteur entre les bornes « LOAD » (la charge).



  • Le résistor vérifie la loi d'Ohm : U = R I.

La puissance électrique absorbée est : P = U I.
En substituant la tension dans cette expression, on obtient : P = R I 2.

La puissance d'un résistor est proportionnelle à sa résistance et au carré de l'intensité du courant.

Cette puissance est intégralement convertie en chaleur ; c'est l'effet Joule.

  • De la même façon, dans l’expression P = U I de la puissance électrique absorbée, en substituant l’intensité du courant I = , on obtient : P = .

La puissance d'un résistor est proportionnelle au carré de la tension et est inversement proportionnelle à sa résistance.
III- Énergie électrique

L'énergie électrique E est liée à la durée t de fonctionnement et à la puissance P par la relation :

E = P t

Remarque : les électriciens utilisent le wattheure kWh.
Application : Selon le cycle de lavage d'un lave-linge, la résistance chauffante de 3 kW fonctionne 12 ou 20 minutes. Calculer l'énergie électrique consommée par cycle ainsi que le coût de ces deux cycles à 0,11 euros TTC le kWh.

Cycle 12 minutes

Cycle 20 minutes
IV- Rendement

Le rendement  est le rapport entre la puissance utile et la puissance absorbée (reçue) ou encore, entre l'énergie utile et l'énergie absorbée pendant la même durée.

= sans unité  : éta

 =

Le rendement s'exprime le plus souvent en pourcentage.

Le résistor convertit intégralement l'énergie électrique en énergie thermique par effet joule ; on a donc égalité des énergies.

Le rendement d'un résistor est égal à 100 %.


Ph. Georges Maths /

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