Energie puissance et rendement

Notion d’énergie :

Définition : Un système possède de l’énergie s’il est capable de fournir du travail mécanique ou son équivalent. L’énergie s’exprime en Joules (J).

Exemple :

• Un générateur transforme une énergie mécanique en énergie électrique.
• Cette énergie provient du générateur qui fait circuler le courant c’est-à-dire qui met en mouvement les charges électriques par sa force électromotrice.
• Le moteur reçoit cette énergie électrique et la transforme en énergie mécanique.
• Le moteur électrique exerce des forces qui peuvent déplacer des objets: Il fournit du travail mécanique donc il possède de l’énergie.

On remarque qu’il faut fournir un effort plus important pour entraîner le générateur quand celui-ci est en charge, que lorsqu’il est à vide.

Cela montre que l’énergie électrique n’est pas produite à partir de rien. C’est notre effort sur le générateur qui la crée. C’est le principe de la dynamo, mise au point par Siemens en 1866.

Transformation de l’énergie :

Un récepteur est un appareil qui transforme l’énergie électrique en une autre forme d’énergie.

Un générateur est un appareil qui transforme en énergie électrique une autre forme d’énergie.

Conservation de l’énergie,rendement :

L’énergie ne se perd pas au cours d’une transformation. Elle se conserve.

• Un radiateur électrique transforme la totalité de l’énergie électrique qu’il reçoit en chaleur.
• Un moteur électrique ne transforme pas la totalité de l’énergie qu’il consomme en énergie mécanique. Il produit également de la chaleur.
• L’énergie électrique consommée est égale à la somme de l’énergie mécanique et de l’énergie thermique fournie.
• Le rendement énergétique (η) (éta) est égal au rapport de l’énergie utile fournie et de l’énergie totale consommée.

$$\fcolorbox{red}{transparent}{$\LARGE{η = \frac{\textrm{Energie utile } } {\textrm{Energie consommée}} = \frac{\textrm{Puissance utile } } {\textrm{Puissance consommée}}}$}$$

η => le rendement varie de 0 à 100%

Puissance et énergie :

• Un appareil puissant fournit beaucoup d’énergie en peu de temps.
• La puissance consommée par un appareil est l’énergie qu’il consomme pendant l’unité de temps.

$$\fcolorbox{red}{transparent}{$\LARGE{Puissance = \frac{\textrm{Energie}} {\textrm{temps}} \to P = \frac E t }$}$$

L’énergie électrique consommée par un appareil est égale au produit de sa puissance P consommée par la durée t de son fonctionnement.

$$\fcolorbox{red}{transparent}{$\LARGE{Energie = \textrm{Puissance ∗ temps} \to E = \textrm{P ∗ t} }$}$$

Unités d’énergie :

Unité légale d’énergie (système international)

• P est exprimée en watt (W)
• E est exprimée en joule (J)
• t est exprimée en seconde (s)

Unité usuelle d’énergie électrique :

• P est exprimée en watt (W)
• E est exprimée en watt-heure (Wh)
• t est exprimée en heure (h)

$$\fcolorbox{red}{transparent}{$\LARGE{1 Wh = 3600 J}$}$$

• L’unité de l’énergie E est le Joule
• Energie E= tension × intensité × temps = U × I × t
• Energie E = puissance × temps = P × t
• 1 Joule = 1 J = 1 W × 1 s = 1 Ws
• 1 Joule = 1 V × 1 A × 1 s

Plus commun en électricité :

• 1 Wh = 3600 Ws = 3600 J
• 1 kWh = 3 600 000 Joules

https://www.tecnipass.com/cours-electricite-courant.continu-puissance.energie?page=3

Mesure de l’énergie :

L’énergie consommée par une installation domestique est mesurée par un compteur d’énergie.

Vidéos :