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Ressources énergétiques et
énergie électrique
I. Transport d’énergie
• L'électricité n'est pas une ressource
énergétique: c'est un mode de transport de
l'énergie, du lieu de production au lieu de
consommation.
• Avantages
– souple d'utilisation.
• Inconvénients
– Pas de possibilité de stockage à grande échelle.
I. Transport d’énergie
– A petite échelle
le stockage de l’énergie électrique (terme impropre)
s’effectue sous forme chimique dans des
accumulateurs ou des batteries.
II. Puissance et énergie
1. Définition: de la puissance
• On appelle puissance le rapport de l’énergie
transférée E par la durée Δt du transfert.
• La puissance électrique permet d'avoir une idée
de la rapidité du transfert d'énergie électrique
• La puissance est un débit d’énergie
1. Définition: de la puissance
• Exercice
• Quelle est l'énergie produite par une centrale
nucléaire de 1,0 GW en une journée?
E=P×Δt
E=1,0×109×24×3600
E=8,6×1013 J
2. Ordres de grandeur de puissances
Une lampe à économie d'énergie
consomme 10 W
consomme 100 W.
Un ordinateur
Un four consomme
consomme 1 kW.
Un TGV
consomme Entre 1 et 10 MW.
1 m2 de panneaux photo voltaïques produit 100 W.
Une éolienne industrielle
produit 1000 MW.
III Rappels
Circuit électrique en courant continu
1. La tension électrique
• La tension électrique est une grandeur que
l'on mesure à l'aide d'un voltmètre ;
• elle s'exprime en volts (V).
• Le voltmètre se branche
en dérivation.
• La tension électrique existant entre deux
points A et B est notée
UAB
1. La tension électrique
• Le voltmètre se branche en dérivation.
• La tension électrique existant entre deux
points A et B est notée UAB.
1. La tension électrique
La tension entre A et B est la différence de
potentiel (ddp) entre les points A et B
UAB = VA – VB
• UAB : Tension électrique existant entre les
points A et B, en volts (V)
• VA : potentiel électrique au point A, (V) (volt)
• VB : potentiel électrique au point B, (V) (volt)
1. La tension électrique
• La tension électrique est une grandeur
algébrique. (elle a un signe)
UAB = VA – VB
UBA = VB – VA
UAB = -UBA
UAB
UBA
Borne V
Borne com
Borne com
Borne V
2. Intensité du courant électrique
• L'intensité du courant électrique se mesure à
l'aide d'un
ampèremètre
• elle s'exprime en
ampères (A).
• L'ampèremètre se branche
en série.
2. Intensité du courant électrique
• L'ampèremètre se branche en série.
• Le courant I mesuré doit rentrer par la borne
A de l’ampèremètre
com
A
2. Intensité du courant électrique
• rappel
• Le sens conventionnel du courant est celui du
parcours du circuit, à l'extérieur du
générateur, de la borne positive à la borne
négative.
branchements
• Quand on branche un ampèremètre on ne
crée pas de de boucles supplémentaire (
contrairement au voltmètre)
IV. Etude énergétique d’un récepteur
électrique
1. Définition
• Un récepteur est un dipôle électrique qui
convertit l'énergie électrique qu'il reçoit en
une autre forme d'énergie.
Dipôle: composant comportant deux
bornes
2.Exemple : la lampe
Exemple 1: la lampe
• L'ampoule s'échauffe et fournit à
l'environnement de l'énergie thermique par
chaleur et par rayonnement.
1. Exemple : la lampe
2.Exemple le moteur électrique
2.Exemple: le moteur électrique
• Le moteur fournit
• un travail mécanique à la charge (
modification de Em
• Et de l'énergie thermique à l'environnement.
2.Exemple: le moteur électrique
3. Energie et puissance électrique
reçues
• Représentation
a) Énergie électrique reçue par un
récepteur
dépend de:
• La tension UAB existant entre ses bornes.
• L'intensité I du courant qui le traverse.
• La durée Δt de son utilisation.
3. Énergie électrique reçue par un
récepteur
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Ee : Energie reçue par le récepteur en Joules (J)
UAB : Tension aux bornes du récepteur en volts (V)
I : intensité du courant en Ampères (A)
Δt : durée d'utilisation du récepteur en secondes(s)
b) Puissance électrique reçue par un
récepteur
• Par définition
• D’où
4. Effet Joule
a. Définition
• On appelle effet Joule l'effet thermique
associé au passage du courant électrique dans
un conducteur.
b. Conducteur ohmique et effet Joule
a) Définition
• Un conducteur ohmique est un dipôle qui
vérifie la loi d'ohm.
b) Loi d’Ohm:
• Loi d’Ohm:
La tension aux bornes d’un conducteur
ohmique est proportionnelle à l'intensité
du courant qui le traverse(T.P)
c) Bilan énergétique
Toute l'énergie électrique reçue par un
conducteur ohmique est transformée en énergie
thermique par effet Joule qui est transférée en
chaleur à l’environnement
EJ=Q
Ee=We
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On en déduit que:
L’énergie dissipée par effet Joule a pour expression
E
J
=
U
AB
×I×Δt
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Comme
U
AB
=R×I
, il en résulte que
E
J
=R×
I
2
×Δt
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