I. La puissance électrique
La puissance électrique d’un appareil indique la quantité d’énergie qu’il consomme (ou produit) chaque seconde. Elle se calcule par la formule P = U × I, où U est la tension en volts (V) et I l’intensité en ampères (A). L’unité de puissance est le watt, symbole W.
II. Des exemples de puissances électriques
Chaque appareil électrique possède une puissance qui lui est propre, indiquée en général sur son étiquette ou sa plaque signalétique. Une ampoule LED a une puissance d’environ 10 W, alors qu’un four électrique consomme environ 2000 W. Plus la puissance d’un appareil est élevée, plus il consomme d’énergie rapidement.
III. L’énergie électrique
L’énergie électrique consommée par un appareil dépend à la fois de sa puissance et de la durée pendant laquelle il fonctionne. Elle se calcule par la formule E = P × t, où P est la puissance en watts (W) et t la durée en heures (h). L’énergie s’exprime alors en wattheures (Wh) ou, pour de plus grandes quantités, en kilowattheures (kWh).
IV. La facturation de l’électricité
Les compagnies d’électricité facturent leurs clients en fonction de l’énergie consommée, mesurée en kilowattheures (kWh) par un compteur électrique. Un kilowattheure correspond à l’énergie consommée par un appareil de 1000 W fonctionnant pendant 1 heure. C’est pourquoi les appareils très puissants (four, chauffe-eau) coûtent plus cher à faire fonctionner que les appareils peu puissants (ampoule LED).
V. Méthode : calculer puissance et énergie
Pour résoudre un exercice de puissance ou d’énergie électrique, il faut suivre une démarche précise :
1. Identifier les grandeurs connues (U, I pour la puissance ; P, t pour l’énergie) et la grandeur recherchée.
2. Choisir la formule adaptée : P = U × I pour la puissance, ou E = P × t pour l’énergie.
3. Vérifier les unités (volts, ampères, watts, heures) avant de faire le calcul, puis remplacer les valeurs connues.
Exercices
Exercice 1. Qu’est-ce que la puissance électrique d’un appareil ? Dans quelle unité se mesure-t-elle ?
Exercice 2. Un appareil fonctionne sous une tension de 220 V avec une intensité de 2 A. Calcule sa puissance.
Exercice 3. Qu’est-ce que l’énergie électrique consommée par un appareil ?
Exercice 4. Un four de puissance 2000 W fonctionne pendant 2 heures. Calcule l’énergie consommée, en Wh puis en kWh.
Exercice 5. Pourquoi un four électrique coûte-t-il plus cher à faire fonctionner qu’une ampoule LED, pour une même durée ?
Corrigés
Corrigé 1. La puissance électrique indique la quantité d’énergie consommée chaque seconde par un appareil. Elle se mesure en watts (W).
Corrigé 2. P = U × I = 220 × 2 = 440 W.
Corrigé 3. C’est la quantité totale d’énergie utilisée par l’appareil, qui dépend de sa puissance et de la durée de fonctionnement.
Corrigé 4. E = P × t = 2000 × 2 = 4000 Wh, soit 4 kWh.
Corrigé 5. Parce que le four a une puissance beaucoup plus élevée : il consomme donc beaucoup plus d’énergie par heure, ce qui coûte plus cher.
