Puissance électrique – 3ème – Cours – Physique – Chimie – Brevet des collèges

Puissance électrique – 3ème – Cours – Physique – Chimie – Brevet des collèges

  • Que signifient les deux indications portées sur la notice de chaque appareil électrique ?  
  • Qu’est-ce qu’une puissance nominale ?
  • Qu’est-ce qu’un coupe circuit ?

 

  1. I.     La puissance et la puissance nominale

1) Rappels: la tension et l’intensité nominale

La tension et l’intensité nominales sont la tension et l’intensité reçues par un appareil quand il fonctionne dans des conditions normales.

Quand un appareil est soumis à sa tension nominale l’intensité est aussi nominale (et réciproquement).

2) La puissance nominale

La puissance nominale notée P d’un appareil électrique est la puissance électrique qu’il reçoit lorsqu’il est soumis à sa tension nominale.

Elle s’exprime en watt (de symbole W).

On utilise aussi les unités dérivées:

– le kilowatt (kW): 1kW = 1000 W

– le megawatt (MW): 1 MW = 1 000 000 W

– le gigawatt (GW): 1 GW = 1 000 000 000 W.

3) Relation entre énergie et puissance

Définition: la puissance correspond à l’énergie échangée (reçue ou donnée) pendant une seconde.

La puissance traduit donc la vitesse et l’importance avec laquelle une énergie est transférée ou convertie.

4) Signification de la puissance nominale

Plus un dipôle a une puissance nominale élevée plus son action est efficace.

Plus la puissance nominale est élevée:

– Plus l’éclat d’une lampe est fort.

– Plus l’aspiration d’un aspirateur est forte etc.

Si la puissance électrique fournie à un appareil est inférieure à sa puissance nominale alors son efficacité est inférieure à celle prévue.

Si la puissance électrique fournie à un appareil est supérieure à sa puissance nominale alors son efficacité est supérieure à celle prévue mais la détérioration risque d’intervenir plus rapidement.

  1. II.  Puissance électrique reçue par un appareil

Expérience :

On alimente différentes lampes de puissances nominales différentes entre les bornes d’un générateur de tension alternative et on mesure la tension efficace Ueff ainsi que l’intensité efficace Ieff.

Observation :

On remarque que la valeur du produit U eff x I eff est proche de la valeur de la puissance nominale P.

Conclusion :

Un dipôle ohmique alimenté sous une tension alternative reçoit une puissance P égale au produit de la tension efficace U entre ses bornes par l’intensité efficace I du courant qui le traverse.

P = Ueff x Ieff

Avec P en watts W,
Ueff
en volts V
Ieff
en ampères A.

Remarque : ces relations sont également valables en courant continu pour les dipôles composés uniquement de résistances. Elle peut prendre trois formes différentes :

P = U x I

U = P / I

I= P / U

  1. III.   Puissance des appareils et installations électriques

1) Des lignes électriques adaptées aux appareils

Lorsque l’intensité du courant augmente dans un conducteur, on observe toujours un échauffement croissant. Cet effet, appelé effet Joule, est souhaité pour des appareils de chauffage, mais il est redouté dans le cas de fils électriques, dont la gaine en plastique peut brûler!

On constate par ailleurs que les fils de grande section (« gros » fils) s’échauffent moins que des fils plus fins.

Conclusion :

Dans une installation électrique, les appareils de forte puissance (donc traversés par un courant de forte intensité) doivent être alimentés par l’intermédiaire de « gros » fils. Ex : plaques de cuisson, lave-linge,….

2) Les coupe-circuits : des dispositifs de protection.

L’intensité d’un courant qui traverse un fil conducteur ne doit pas dépasser une valeur déterminée par un critère de sécurité.

Une mauvaise utilisation de l’installation électrique peut entraîner une surintensité.

Il existe deux causes principales de surintensité :

– lorsque l’on branche trop d’appareils de grande puissance à une multiprise;

– lorsque les deux fils de la ligne, appelés fils de phase et de neutre, entrent en contact accidentel (court-circuit).

Dans les deux cas, il y a risque d’incendie.

Les coupe-circuits (fusibles ou disjoncteurs) protègent l’installation électrique et le matériel en ouvrant le circuit quand l’intensité dépasse la valeur maximale admissible par l’installation.

 

Un fusible de 16A laisse passer une intensité maximale de 16A.

Il se coupe si l’intensité est supérieure à 16A pour protéger les appareils et les installations.

Un fusible se branche en série.

Conclusion :                                                                                                    

Un coupe-circuit  laisse passer une intensité maximale, si l’intensité du courant est supérieure à l’intensité maximale acceptée par le  coupe circuit ce dernier fonctionne et ne laisse pas le courant passer ainsi il protège l’installation électrique.



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