3e · Chapitre 10
Branche un appareil de la cuisine sur le wattmètre et calcule sa puissance avec P = U × I, fais tourner le compteur pour convertir une durée d'utilisation en kilowattheures, puis allume les appareils d'une même ligne jusqu'à faire déclencher le disjoncteur.
La puissance est le produit de la tension par l’intensité : P = U × I, en watts. Sous la même tension de 230 V, une lampe LED de 8 W appelle 35 mA quand une bouilloire de 2000 W en appelle 8,7 A — près de deux cent cinquante fois plus.
Ouvrir l’animationL’énergie consommée est le produit de la puissance par la durée : E = P × t, en joules si P est en watts et t en secondes. Les fournisseurs facturent en kilowattheures : 1 kWh vaut 3 600 000 J, soit un appareil de 1000 W pendant une heure.
Ouvrir l’animationEn dérivation, chaque appareil reçoit 230 V et l’intensité de la ligne est la somme des intensités de tous les appareils allumés. Au-delà du calibre du disjoncteur — souvent 16 A — les fils chaufferaient dangereusement : il coupe le circuit avant l’incendie.
Ouvrir l’animationLa puissance P d'un appareil est égale à l'énergie E qu'il convertit, divisée par la durée t de cette conversion. Elle est aussi égale au produit de la tension par l'intensité. Les installations électriques sont protégées des surintensités par les fusibles et les disjoncteurs.
Un appareil qui convertit une énergie E en une durée t possède une puissance P = E / t.
L'unité de la puissance est le watt (W), qui est équivalent à un joule par seconde (J/s).
La puissance P d'un appareil électrique est proportionnelle à l'intensité I du courant qui le traverse et à la tension U entre ses bornes.
Les appareils d'une installation électrique domestique sont associés en dérivation. Plus on en utilise, plus l'intensité du courant qui parcourt l'installation est importante.
Dans une installation électrique, une surintensité provoque une surchauffe par effet Joule, ce qui peut entrainer un incendie.
Les disjoncteurs divisionnaires et les fusibles protègent localement l'installation contre une surintensité.
Le disjoncteur de branchement limite la puissance utilisée par l'abonné à la valeur souscrite lors de l'abonnement.
En plus des unités du Système International, il est parfois pratique d'utiliser le kilowattheure (kWh) pour l'énergie. P est alors exprimée en kilowatts (kW) et t en heures (h).
Parler de « consommation d'énergie des appareils électriques » est un abus de langage : en fonctionnant, ils convertissent l'énergie reçue en une ou plusieurs autres formes, dont une au moins est utile.
Voir le cours et ses schémas