Physique · 04 / 12
Puissance électrique et énergie consommée
Collège · Exemple résolu et 4 exercices corrigés, à ton rythme.
Le principe, simplement
La puissance décrit un transfert d’énergie par unité de temps. Pour un appareil électrique en courant continu, P=UI avec watts, volts et ampères. Si la puissance est constante, E=Pt. Les joules correspondent à watts × secondes ; les kWh à kilowatts × heures. Un kWh vaut 3,6 millions de joules.
- 01Tension et courant
- 02Puissance
- 03Durée compatible
- 04Énergie transférée
EXEMPLE RÉSOLU
Du cours au raisonnement
Un appareil de 100 W fonctionne 2 h : E=0,1 kW×2 h=0,2 kWh. En joules, 100×7 200=720 000 J. Une résistance sous 12 V parcourue par 0,5 A dissipe 6 W.
Résoudre un problème dans cette matière
- Dessiner le système
Délimite l’objet étudié, le référentiel et l’axe positif. Sur un bilan de forces, dessine les interactions extérieures ; une flèche est une force appliquée au système.
- Trier les grandeurs
Sépare données et inconnues, puis convertis les unités avant substitution. Écris 36 km/h = 10 m/s ; ne remplace pas 36 directement dans une formule en unités SI.
- Écrire le modèle
Choisis une loi qui correspond aux hypothèses : accélération constante, lentille mince, résistance ohmique… Isole symboliquement l’inconnue avant d’arrondir.
- Interpréter
Vérifie les dimensions et le signe. Une vitesse négative indique un sens sur l’axe choisi. Discute l’ordre de grandeur et ce que le modèle ignore.
À TOI DE JOUER
01 · Une tentative avant la correction
Une lampe de 20 W fonctionne 3 h. Quelle énergie en Wh ?
Un indice
Garde watts et heures pour obtenir Wh.
Voir et comprendre la correction
20×3=60 Wh, soit 0,06 kWh ou 216 000 J.
Compare la méthode, les conditions et le résultat ; indique précisément ce que tu dois reprendre.
PROGRESSER PAR LA PRATIQUE
Trois défis supplémentaires, avec correction
Commence par le premier défi. Écris ta démarche avant d’ouvrir un indice ; utilise la correction pour retrouver la première étape qui bloque.
Un appareil reçoit 12 V et 2 A. Quelle puissance électrique ?
Un indice pour démarrer
P = UI.
Correction étape par étape
- P = 12 × 2.
- P = 24 W.
- Le watt mesure une énergie par unité de temps.
Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.
Une lampe de 20 W fonctionne pendant 3 h. Quelle énergie en Wh ?
Un indice pour démarrer
En Wh, garde la puissance en watts et la durée en heures.
Correction étape par étape
- E = Pt = 20 × 3.
- E = 60 Wh = 0,06 kWh.
- En joules cela vaut 60 × 3 600 = 216 000 J.
Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.
Un convertisseur reçoit 100 J et délivre 80 J utiles. Quel rendement ?
Un indice pour démarrer
Compare l’énergie utile à l’énergie reçue.
Correction étape par étape
- η = Eu/Ereçue = 80/100.
- η = 0,8, soit 80 %.
- Les 20 J restants sont transférés sous d’autres formes, ils ne disparaissent pas.
Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.
L’erreur à éviter
La puissance n’est pas une quantité d’énergie. kW et kWh ne sont pas interchangeables.
Sans tes notes, peux-tu…
- Expliquer le principe avec tes mots ?
- Reconstruire le schéma et ses liens ?
- Résoudre l’exercice et justifier la méthode ?
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