Energie et Puissance

1. Transformation de l’énergie :

 « Rien ne se perd, rien ne se créé, tout se transforme » telle est la loi de conservation de l’énergie énoncée par Antoine Lavoisier.

Dans toute transformation, l’énergie se conserve en quantité. La totalité des énergies produites est donc égale à l’énergie consommée.[pic 6]

Exemple :

Un moteur électrique consomme de l’énergie électrique et produit de l’énergie mécanique (rotation) et de l’énergie thermique par frottement et échauffement des fils.

Eélectrique  = Emécanique + Ethermique

Dans cet exemple, seule l’énergie mécanique est utile.

On a donc Eabsorbée = Eutile + pertes

On peut alors définir le rendement énergétique de notre système qui traduit la quantité d’énergie consommée qui est transformée en énergie utile :

     et est forcément inférieur ou égal  à 1.[pic 7]

1. Energie cinétique et  potentielle :

• L’énergie cinétique est l’énergie que possède un solide qui se déplace. Elle sera libérée lors d’un choc ou devra être consommée donc transformée pour obtenir l’arrêt du solide.[pic 8]

Exemple : un atome se déplace à grande vitesse et possède une énergie cinétique liée à sa vitesse : elle ne sera libérée que s’il rencontre un autre atome

L’énergie cinétique d’un solide en translation à vitesse constante est :

                Ec =   avec : V : vitesse en m/s et M : masse en kg[pic 9]

• L’énergie potentielle est l’énergie que va pouvoir libérer un système si celui-ci est placé dans de nouvelles conditions.

Exemple :  un objet tenu en hauteur, un ressort compressé ou la réserve d’eau d’un barrage (voir page suivante)

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[pic 17][pic 18]

L’énergie potentielle d’un solide soumis à la pesanteur est :

                Ep = Mgh   avec  M : masse en kg, h : altitude en m et g = 9.81 m/s2

1.  Puissance :

2 dispositifs peuvent fournir la même quantité de travail mais dans des temps totalement différents.

Exemple : deux ouvriers doivent monter chacun un sac de ciment de 35 kg au 4ème étage. Le premier le monte en 5 min et le deuxième en 11 min. Ils ont tous les deux fourni la même énergie mais le premier est plus puissant que le second.
Pour un temps donné, plus le travail fourni est important, plus le dispositif associé est puissant. Il est donc important de pouvoir quantifier cette puissance.

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