4. LA PUISSANCE ÉLECTRIQUE III. Electricité
4 La puissance électrique
4.1 Définition de la puissance électrique
La puissance électrique d’un générateur / d’un récepteur est l’énergie électriqueéchangée entre les charges électriques et le générateur / le récepteur par unité de temps.
Symbole de la puissance électrique : Pel.´
Formule :
P
´el.= E
el.´∆t
L’unité SI de la puissance électrique est le Watt (W)4.
Comme l’unité SI de l’énergie électrique est le Joule (J), celle du temps la seconde (s), on a :
1W = 1 J s
Si les électrons reçoivent de la part du générateur une énergie de 1 Joule en 1 seconde, la puis- sance électrique fournie par le générateur vaut donc 1 Watt.
Comme (cf. p. 99) :
Eel.´ =U·I·∆t on obtient :
P´el. = U·I·∆t
∆t =U·I
Si on connaît la tension U aux bornes d’une composante électrique ainsi que l’intensité I du courant qui la traverse, on peut donc facilement calculer la puissance électrique Pel.´ par la formule :
P
el.´= U · I
Exemple :
La tension aux bornes d’une ampoule électrique vaut U = 5V. Le courant qui la traverse a une intensité égale à I = 1,3A. La puissance électrique reçue par l’ampoule vaut alors : Pel.´ =U·I = 5V ·1,3A= 6,5W.
Remarque :
4. nom de l’unité en honneur de James Watt (1736-1819), ingénieur écossais
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On utilise aussi les multiples et sous-multiples de l’unité SI de la puissance : 1kW = 103W = 1000W 1MW = 106W = 1.000.000W ...
calculatrice de poche 0,4 mW
phare de bicyclette 2,4 W
congélateur 150 W
fer à repasser 1 kW
téléviseur en couleurs 80 W
cuisinière électrique 6 kW
locomotive électrique 3 MW
pile solaire ; 1cm2 5 mW
monocellule 2 W
dynamo de bicyclette 3 W
générateur de centrale électrique 300 MW
Table III.1 – Puissances électriques de quelques récepteurs/générateurs
4.2 Le kWh : une autre unité pour l’énergie électrique
Comme
Pel.´ = Eel.´
on peut calculer l’énergie électrique E´el à partir de la puissancet Pel.´ et du temps t : Eel.´ =Pel.´ ·t
L’énergie électrique est proportionnelle à la puissance électrique et au temps.
Si la puissance P´el. = 1kW et le temps vaut t= 1h (1 heure) on a : E´el= 1kW·1h= 1kW h
Le kWh (prononcé ’Kilo Watt heure’) est une unité alternative de l’énergie électrique, utilisée couramment (factures d’électricité5, ...).
Comme 1kW = 1000W = 1000Js et1h= 60min= 3600s, on a : 1kW h= 1000J
s ·3600s= 3.600.000J
Pour des quantités d’énergies élevées, le kW h est donc une unité beaucoup plus maniable que le J.
Exemple :
Une machine à laver a une puissance électrique de P´el.=8500W. Si elle tourne pendant 90 minutes, l’énergie électrique consommée vaut :
Eel´ =P´el.·t= 8,5kW ·1,5h= 12,75kW h
5. sur les factures d’électricité, on indique le tarif par kWh. Finalement, on paye l’énergie électrique totale consommée.
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