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La puissance électrique- Collège- Physique Chimie

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Objectif

Calculer la puissance électrique d'un appareil électrique.

Points clés

La puissance électrique P reçue par un appareil soumis à une tension U et traversé par un courant électrique d’intensité I est .
Cette relation reste valable en alternatif uniquement pour les appareils qui n'utilisent que l'effet thermique du courant. On utilise alors les valeurs efficaces de la tension et de l'intensité (celles mesurées avec le voltmètre et l'ampèremètre).
La puissance reçue par une installation électrique est égale à la somme des puissances des appareils qui fonctionnent simultanément.

Sur un appareil électrique figurent ses caractéristiques nominales. On y trouve sa tension nominale, sa fréquence mais aussi sa puissance nominale.

Comment peut-on mesurer cette grandeur ?

1. Introduction

La puissance nominale d'un appareil, ou puissance électrique, correspond à la puissance de fonctionnement prévue par le constructeur. C'est la puissance que l'appareil reçoit lorsqu'il est soumis à sa tension nominale (tension que doit recevoir l'appareil pour un fonctionnement optimal).

La puissance électrique se note P et s’exprime en watts (de symbole W).

2. La puissance électrique en continu

La puissance électrique P reçue par un appareil soumis à une tension U et traversée par un courant électrique d'intensité I s'obtient par la relation suivante.

avec :

P la puissance, en watt (W)
U la tension, en volt (V)
I l'intensité, en ampère (A)

Cette relation permet de calculer la tension U :

Cette relation permet également de calculer l'intensité I :

Remarque
Il existe des unités multiples et sous-multiples du watt.

1 milliwatt = 0,001 watt : 1 mW = 10^–³ W
1 kilowatt = 1 000 watts : 1 kW = 10³ W
1 mégawatt = 1 000 000 watts : 1 MW = 10⁶ W
1 gigawatt = 1 000 000 000 watts : 1 GW = 10⁹ W

3. La puissance électrique en alternatif

La relation précédente reste valable en alternatif, uniquement pour les appareils qui n'utilisent que l'effet thermique du courant (lampe, radiateur, grille-pain, fer à repasser, etc.)

On utilise alors les valeurs efficaces de la tension et de l'intensité : ce sont les valeurs qui sont respectivement mesurées par le voltmètre et l'ampèremètre. On note par la suite la tension efficace par U et l'intensité efficace par I.

La puissance s'exprime ainsi par la relation :

Exemple 1
Un fer à repasser de puissance nominale 1500 W reçoit une tension nominale de 230 V.
On calcule l'intensité qui parcourt le fer.

soit :

Exemple 2
Sur un four électrique, on peut lire U = 230 V et I = 15 A.
On calcule la puissance nominale du four.

Exemple 3
Une lampe de 21 W est parcourue par un courant d'intensité I = 1,75 A.
On calcule la tension reçue par la lampe.

soit :

4. La puissance électrique d'une installation

La puissance électrique reçue par une installation électrique est égale à la somme des puissances des appareils qui fonctionnent simultanément.

Exemple
Dans une pièce de la maison, la télévision (P = 100 W), la lampe (P = 50 W) et la console de jeux (P = 300 W) fonctionnent en même temps sur la même multiprise.

La puissance reçue par la multiprise est alors de :
P_reçue = P_télévision + P_lampe + P_console = 100 + 50 + 300 = 450 W.

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