L’énergie : conversions et transferts

1èreSPE – Physique – Thème 3 « L’énergie : conversions et transferts »

[pic 1]

1. Charges et courants électriques

1. Porteurs de charge

Un porteur de charge est une particule portant une charge électrique positive ou négative.

Tout porteur de charge a une charge électrique multiple de la charge élémentaire .[pic 2]

1. Courant et débit de charges

Si une charge électrique  traverse un conducteur électrique durant un temps , alors l’intensité du courant électrique est :[pic 5][pic 3][pic 4]

             avec [pic 7][pic 6]

[pic 8][pic 9]

Cas d’un fil électrique : Porteurs de charge = électrons

 va de la borne + à la borne – du générateur et les électrons vont en sens inverse.[pic 10]

[pic 11]

1. Dipôles et conventions d’orientation de courant

[pic 12]

Un générateur est un diôle qui fournit de l’énergie électrique au circuit. On parle de dipôle actif. Par convention, I et U sont alors dans le même sens. 

[pic 13]

Un dipôle récepteur convertit l’énergie électrique qu’il reçoit sous une autre forme. On parle de dipôle passif. Par convention, I et U sont alors de sens contraire. 

1. Puissance électrique

1. Puissance électrique d’un dipôle

Soit un dipôle ayant une tension U à ses bornes et traversé par un courant d’intensité I. La puissance électrique mise en jeu est :[pic 14]

        avec         P en watts (W)[pic 15]

                        U en volts (V)

                        I en ampères (A)

• Si le dipôle est un générateur, P représente la puissance qu’il fournit au circuit ;[pic 16]
• Si c’est un récepteur, P représente la puissance qu’il reçoit. [pic 17][pic 18]

L'énergie E transférée à un système avec une puissance constante P pendant une durée Δt est :[pic 19]

        avec      E en joule (J)[pic 20]

P en watt (W)

Δt en seconde (s)

[pic 21]

1. Effet Joule

Un conducteur ohmique de résistance R dissipe de l’énergie par transfert thermique et par rayonnement : c’est l’effet Joule.

Cette énergie dissipée est égale à l’énergie reçue.

[pic 22]

D’après la loi d’ohm :          soit       [pic 23][pic 24]

...