Objectifs:

Exercices : 5,6,12,13,14,16,17,19,21,22,23 et 25 p 165 –167 ED p164

Noter sur le cahier de texte pour la séance prochaine

Ex:5,6,12,13,14,16,17,19,21,22,23 et 25 p 165 – 167 ED p164

*Comparer des puissances nominales.

*Connaître l'expression de la puissance électrique reçue par un appareil.

*Savoir calculer l'énergie électrique consommée par un appareil.

*Savoir lire une facture E.D.F

CH 19: PUIssance ET ENERGIE ELECTRIQUE

*Simulateur Domodidac.

Les exercices du livre « sais-tu l’essentiel ? »de chaque cours sont à faire automatiquement au brouillon pendant toute l’année.

Tous les schémas électriques doivent être réalisés au crayon et à la règle.

1) Schéma du montage expérimental.

K1 K2

L2

mA COMA

V

COM

V

I

I

I

I

I

I

I

K1

I

I

Ug U2

UA

U1

I) PUIssance nominale d'un appareil électrique.A) Expérience: 2 Lampes L1( 3,5V;0,2A ) et L2 ( 6V;60mA ).

2) Mode opératoire:On néglige l’intensité qui traverse le voltmètre Iv= 0A.Et on néglige aussi la tension aux bornes de l’ampèremètre UA = 0 VOn varie la tension aux bornes de la lampe ( L1 ; L2 ),on note les valeurs de la tension et de l’intensité correspondante dans le tableau de mesure. Noter l’éclat des lampes dans les observations.

L1

B)Tableau de mesureLampe L1( V ; A ) Lampe L2( V ; A )

U(V) I(A) U x I Observations I(A) U x I Observations

1,5 0.121 

 0.18  faible  0.03 0.046   très faible

2 0.143 0.286  moyennement 0.036  0.072   très faible

3 0.175 0.525   normalement 0.045 0.135 faible

3,5 0.199 0.697 NORMALEMENT 0.049 0.172 faible  

5 0.26  1.3  Fort  0.054 0.27  moyennement 6 0.28  1.68   Fort 0.06  0.36 NORMALEMENT

8  0.31  2.48   très fort 0.07 0.56  Fort

10  0  0  Grillée  0.09 0.9  très fort

12  0  0  Grillée  0.1  1.2  très fort

 20  0  0 Grillée    0  0 Grillée 

3,5V 0,2 A 6 V

Les lampes brillent normalement quand elles sont soumises à leur tension nominale et traversée par leur intensité nominale.

60 mA

C) Conclusion.

Lampe L1( U1N = 3,5V ; I1N = 0,2A ) Lampe L2( U2N = 6V ; I2N = 0,06A )

Un dipôle fonctionne normalement s’ il reçoit la puissance nominale.

II) Expression de la

P

U IX

PUIssance.

La puissance reçue P par un appareil en DC est égale au produit de la tension à

ses bornes U par l’intensité qui le traverse I.P = U X I

Dans le S.I ,l’unité de de la puissance est le WATT de symbole W.

1 W = 1 V X 1 A = 1 VA

1mW = 10-3 W = 0,001W. 1mW W : on divise par 1000.

1kW = 10+3 W = 1000W. 1kW W : on multiplie par 1000.

1MW = 10+6 W = 1 000 000W. 1GW = 10+9 W = 1 000 000 000W.

B) En courant alternatif. La loi d’OHM reste valable en alternatif.

U = R X I

U = R X I

M MUM

Ueff X2eff

2

X 2effX

R XUeff Ieff=

A) En courant continu.

IM

Ieff

U XPeff I eff= eff

C) Mesure de la puissance.

L’unité de la puissance est le Watt , l’appareil de mesure est le

Wattmètre: c’est un ampèremètre

V

Dipô l e

GDipô l e

AV

X

un voltmètre .

G

A WI II I

I II I

U U

Le wattmètre se branche en DC pour la puissance en courant continu et AC en alternatif.

En alternatif l’expression réelle de la puissance : P = U x I x cos Pour simplifier on suppose que cos 1 d’oùP = U x I

III) Calcul de la puissance électrique d'une installationA) Abonnements EDF.Quel abonnement choisir?

Abonnement ménage (3 kW).Il convient pour l'éclairage et l'utilisation d'appareils de faible puissance (aspirateur, réfrigérateur, chauffe-eau).Abonnement " confort " (6 kW). Il permet de faire fonctionner en plus un appareil important (machine à laver, cuisinière, lave-vaisselle...).Abonnement " grand confort " (9 kW).Il permet de faire fonctionner en même temps deux appareils importants. Les abonnements plus importants (12, 15, 18 kW) conviennent aux logements utilisant le chauffage électrique.

http://particuliers.edf.fr/

L'abonnement correspond à la mise à disposition permanente de l'électricité chez vous .  Son prix est proportionnel à la puissance dont vous avez besoin. Cette puissance se mesure en kVA ou kW. Elle est déterminée par le nombre et la nature des équipements que vous souhaitez faire fonctionner simultanément. (EDF)

Puissance souscrit en kW et A et prix HT mensuel )3 ( 13A ) 7,70 6 ( 26A ) 10,339 ( 39A ) 14,54

12 ( 52A ) 18,26

15 ( 65 A) 21,9818 ( 78 A) 25,70

24 ( 104 A ) 38,90

30 ( 130 A ) 52,1036 ( 156 A ) 65,30

B) Puissance totale reçue par les appareils.

Cafetière: , fer à repasser: , lampe: ,machine à laver: , micro-onde: ,

radiateur 1: , radiateur 2: .

920W 1,84kW 115W3,45kW 1,15kW

2,76kW 1,38kW

j=1

j=7

P1

920

+ P2

+ 1840

+ P3

+ 115

+ P4

+ 3450

+ P5

+ 1150

+ P6

+ 2760

+ P7

+ 1380Pt =

Pt = W92027602875632574751023511615

Pt = Pj =

Pt = Ueff x It

It

Ueff

=Pt

230=

11615It = 50,5 A

Ij =Pj

Ueff

IA= 52 A, PA=12kWI1 = Ueff

P1

230I1 =

920I1 = 4AI2 = 8AI3 = 0,5AI4 = 15AI5 = 5AI6 = 12AI7= 6A

E

P tX

L’énergie consommée E par un appareil est égale au produit de la puissance reçue

par l’appareil P par la durée de fonctionnement t.E = P X t ATTENTION !!!!

* Si t ( h )est exprimé en heure et P ( W ) en watt:E = P x t = W x h = Wh ( Wattheure )

A) Définition.IV) Énergie électrique

* Si t ( s )est exprimé en seconde et P ( W ) en watt:E = P x t = W x s = J ( Joule )

Dans le S.I , l’unité de l’énergie est le Joule de symbole J.“ Les électriciens ”   trouvent que cette unité le Joule est petite, ils lui préfèrent le Wattheure ( Wh ) ou ses multiples ( kWh ).

1 W x h = 1 W x 3600 s = 3600 W x s 1 W h = 3600 J

1 J =1 W h

3600

ATTENTION !!!!ATTENTION !!!!ATTENTION !!!!

1kWh = 10+3 Wh , 1kJ = 10+3 J

*L’énergie se mesure avec un wattheuremètre ou compteur électrique: C= 5Wh / tour.

Wh

* La durée de fonctionnement t doit être exprimée UNIQUEMENT en heure( h ) et P en W et non en kW.

1jour = 24 h

B) Calcul de l’énergie consommée par les appareils.

ATTENTION !!!! ATTENTION !!!!ATTENTION !!!!

, 90min = 90/60= 1,5 h , 7200 s = 7200/3600= 2 h

Cafetière: , fer à repasser:, lampe: ,machine à laver:

micro-onde: , radiateur 1:

920W( 15min) 1,84kW( 1h45min)115W ( 5h)3,45kW( 3h 30min )

1,15kW(25min) 2,76kW (5h 40min).

j=1

j=6

P1x t1

920x0,25

+ P2x t2

+1840x1,75

+ P3x t3 + P4x t4

+3450x 3,5

+ P5x t5

+115x 5

+ P6x t6

+ 2760x 5,67Et =

Et = Wh23034504025161001658332232,2

Et = Ej =+ 1150x 0,42

Et = 32,2322 kWh

C) facture E.D.F