[PDF] Puissance et énergie électriques PDF SCPH_3_Chap_19_Puissance_et_energie

14 jui 2005 · 2 1 Calcul de l'énergie électrique consommée Exercice utilisant un tableur ( comme Excel) • Étude de facture Physique Chimie 3eme

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14 jui 2005 · 2 1 Calcul de l'énergie électrique consommée Exercice utilisant un tableur ( comme Excel) • Étude de facture Physique Chimie 3eme

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Chapitre 19

Puissance et énergie électriques

Plan

Introduction:

1 La puissance électrique

1.1 Mesure d'une puissance électrique

1.2 Puissance électrique de quelques appareils

2 L'énergie électrique

2.1 Calcul de l'énergie électrique consommée

2.2 La transformation de l'énergie

Conclusion:

Exercices corrigés

•7 a 9 page 178 •10 a 12 page 179 •13 a 15 page 179

Annexe:

•Exercice utilisant un tableur (comme Excel) •Étude de facture électrique en française et malaise. •Exemple de consommation électrique personnelle

14-juin-05Physique Chimie 3eme

Chapitre 19

Puissance et énergie électriques1

1.1 Mesure d'une puissance électrique

Relever sur deux lampes différentes les indications qui y sont portées: Compléter le tableau àl'aide des mesures et effectuer les calculs:

La puissance électrique est le produit:

P = U x I

Cette relation est toujours vraie en courant continu. En courantalternatif elle n'est vraie que si elle

s'applique pour des effets thermiques, elle reste approximativement valable dans les cas général

(P = k.U.I).

1.2 Puissance électrique de quelques appareils

Remarque: si la locomotive fonctionnait sous 230 V il aurait fallu un courant (pour une puissance de 3

MW): La plus grande partie du courant aurait servi àéchauffer les fils.

1. LA PUISSANCE ÉLECTRIQUE

LampeTension

nominale en V

Intensité

nominale en A

Puissance

nominale en W

Tension

mesurée

Intensité

mesurée

Produit:U x

16 V0,35 A2,1 W6,25 V0,31 A1,937 W

2 3.5 V 0,2 A0,7 W3,75 V0,17 A0,637 W

V A 6 V

Aampère en I

V voltsen U

W watts en P

Tension

nominale

Puissance

nominale IntensitéprévueIntensitémesurée par le professeur (avec prise male modifiépour brancher un ampèremètre alternatif)

Lampe 230 V -60 W230 V 60 W 0.27 A

9,1 A 6,8 A

Bouilloire230 V2000 W

Fer àrepasser230 V 1500 W

Train électrique25 kV 3 MW

A U P I26,0 230
60
A U P I52,6 230
1500
A U P I120 25000

0000003

AI000 130

230
10.3 6 A U P I7.8 230
2000

14-juin-05Physique Chimie 3eme

Chapitre 19

Puissance et énergie électriques2

2. L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE

heures enou secondes ent

Watt en P

h ent si Wh en E s ent si J joules en E avec tPE

17,0166,0

6 1 60
101
x 60101 x

Energie consommée

100 %

Lumière

5 %

Energie consommée

100 %

Chaleur

75 %

Chaleur

95 %

Lumière

25 %

Lampe à incandescence

Lampe à économie

d'énergie

2.1 Calcul de l'énergie électrique consommée

L'énergie consommée par un récepteur électrique augmente: •avec la durée de fonctionnement t ; •avec la puissance du récepteur P.

On écrit:

Exercice d'application:

Une lampe de 100 W fonctionne pendant 10 minutes. Calculer en Joules et en Whl'énergie qu'elle consomme:

Conversion des unités:

10 min = 10 x 60 = 600 secondes

1 h ĺ60 min x ĺ10 min

Consommation en énergie:

E = P x t = 100 x 600 = 60 000 Joules = 6.104 J

Et:

E = P x t = 100 x 0,17 = 17 Wh

2.2 La transformation de l'énergie

Le compteur électrique est un compteur d'énergie. Il additionne l'énergie consommée en kWh:

1 kWh = 1000 Wh

L'énergie consommée est transformée:

Pour une même quantitéde lumière, la lampe àéconomie d'énergie utilise 5 fois moins d'énergie car une

partie de l'énergie dissipée sous forme de chaleur est dissipée sous forme de lumière.

14-juin-05Physique Chimie 3eme

Chapitre 19

Puissance et énergie électriques3

Exercices corrigés 7 a 9 page 178

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Chapitre 19

Puissance et énergie électriques4

Exercices corrigés 10 a 12 page 179

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Chapitre 19

Puissance et énergie électriques5

Exercices corrigés 13 a 15 page 179

14-juin-05Physique Chimie 3eme

Chapitre 19

Puissance et énergie électriques6

Annexe 1: Énergie consommée par une installation

électrique (utilisation du tableur Excel)

I-Objectif

Il s'agit de calculer la consommation électrique quotidienne moyenne d'une installation afin d'étudier de

possibles économies d'énergie.

II-Principe

•On recherche la puissance des appareils électriques qui fonctionnent dans l'installation. •On détermine leurs durées moyennes d'utilisation quotidienne . •On calcule l'énergie quotidienne moyenne consommée par chaque appareil.

•On examine quels sont les appareils qui consomment le plus d'énergie et on décide des économies àeffectuer.

III-Etude

L'installation électrique

•Soit l'installation électrique d'un petit studio suivante: •Calculer la consommation d'énergie quotidienne moyenne pour chaque appareil.

Le tableur EXCEL

Cette étude peut être réalisée àl'aide d'un tableur comme EXCEL, par exemple. Elle peut être conduite avec

l'aide du professeur de technologie dans son cours puisque l'utilisation du tableur est abordée dès la classe de

Cinquième dans cette discipline.

Remplir la colonne A

•Elle contient les noms des appareils électriques

Remplir la colonne B

•Elle contient les puissances de chaque appareil.

Remplir la colonne C

•Elle contient les durées moyennes d'utilisation quotidienne. •Prévoir une colonne D qui recevra les calculs des énergies consommées.

ÉclairageChauffa

Chauffe-

eau

Réfrigérateu

r four àmicro- ondes

Chaîne

Hi-Fi

Puissance

( W)

700 1500 1000 150 1000 150

Durée moyenne

d'utilisation quotidienne ( h )

4,5 6 4 8 0,3 2,5

14-juin-05Physique Chimie 3eme

Chapitre 19

Puissance et énergie électriques7

Calculer l'énergie consommée quotidiennement par l'éclairage.

Recopier la formule dans toute la colonne.

A l'aide d'une calculatrice, calculer en pour cent, la part de l'énergie consommée pour le chauffage par

rapport àla consommation totale. =B8*C8 =SOMME(D8:D13)

Représentation graphique

•Représenter sous forme de secteurs angulaires les énergies consommées en faisant figurer le pourcentage correspondant. •On souhaite que la consommation due au chauffage ne dépasse pas les 40 % de la consommation totale. Modifier la durée de fonctionnement du chauffage pour qu'il en soi ainsi. •Que devrait-on modifier dans l'habitation afin d'obtenir une même qualitéde chauffage tout en réduisant son temps d'utilisation ?

14-juin-05Physique Chimie 3eme

Chapitre 19

Puissance et énergie électriques8

14-juin-05Physique Chimie 3eme

Chapitre 19

Puissance et énergie électriques9

(1)(2)(3) (4) (5) (6) (11) •Au début de chaque installation on trouve un compteur, la facture fait donc apparaître l'ancienne valeur du compteur (1), la nouvelle valeur (2)et àpartir de là, calcule la consommation en kWh (3)et (4). •Puis on trouve le prix du kWh hors taxe:

0,078 centimes d'Euro par kWh (5).

•En multipliant la colonne (4)par la colonne (5)on trouve le prix de la consommation (6). •On y ajoute le prix de l'abonnement (7)pour trouver le prix hors taxe (8). •Dans les colonnes suivantes apparaissent différentes taxes (10% de taxes locales (9)et

18% de TVA (10) ).

•Enfin en ajoutant les chiffres (8), (9)et (10) on trouve le prix TTC àpayer (11). (1)(2)(3) (4)(5) (6) (7) (8) (9)(10) (11)

Annexe 2: Comparaison facture électrique

française et malaise.

Annexe 3:Recherche du coût de la consommation

quotidienne en kWh de notre maison

Date de la

lecture précédente (DAHULU)

Date de la

lecture (SEMANA)

Nombre de

jours de la période

Consommati

on en kWh (KEGUNA AN)

Consommati

on moyenne par jour

Montant

paye

9.9368.92 RM

341.94 RM

158.41 RM

208.98 RM

161.51 RM

199.97 RM

141.12 RM

240.72

23.11
21.5
24.77
21.9
26
19.27 25.7

Remarque

30estimation

relevéquotesdbs_dbs7.pdfusesText_13

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Puissance et énergie électriques

Introduction:

1 La puissance électrique

1.1 Mesure d'une puissance électrique

1.2 Puissance électrique de quelques appareils

2 L'énergie électrique

2.1 Calcul de l'énergie électrique consommée

2.2 La transformation de l'énergie

Conclusion:

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Annexe:

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Puissance et énergie électriques1

1.1 Mesure d'une puissance électrique

La puissance électrique est le produit:

P = U x I

1.2 Puissance électrique de quelques appareils

1. LA PUISSANCE ÉLECTRIQUE

LampeTension

Intensité

Puissance

Tension

Intensité

Produit:U x

16 V0,35 A2,1 W6,25 V0,31 A1,937 W

2 3.5 V 0,2 A0,7 W3,75 V0,17 A0,637 W

Aampère en I

V voltsen U

W watts en P

Tension

Puissance

Lampe 230 V -60 W230 V 60 W 0.27 A

Bouilloire230 V2000 W

Fer àrepasser230 V 1500 W

Train électrique25 kV 3 MW

0000003

AI000 130

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Chapitre 19

Puissance et énergie électriques2

2. L'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE

Watt en P

17,0166,0

Energie consommée

Lumière

Energie consommée

Chaleur

Chaleur

Lumière

Lampe à incandescence

Lampe à économie

2.1 Calcul de l'énergie électrique consommée

On écrit:

Exercice d'application:

Conversion des unités:

10 min = 10 x 60 = 600 secondes

1 h ĺ60 min x ĺ10 min

Consommation en énergie:

E = P x t = 100 x 600 = 60 000 Joules = 6.104 J

E = P x t = 100 x 0,17 = 17 Wh

2.2 La transformation de l'énergie

1 kWh = 1000 Wh

L'énergie consommée est transformée:

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Puissance et énergie électriques4

Exercices corrigés 10 a 12 page 179

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Exercices corrigés 13 a 15 page 179

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