Une lampe de projecteur de diapositives

Lorsqu'on fait fonctionner diverses lampes à incandescence normalement, c'est-à-dire sous leur tension nominale, on s'aperçoit que certaines éclairent mieux que d'autres.

Une lampe de projecteur de diapositives (24V) éclaire plus que la lampe d'un lustre dont la tension est 230V.

La grandeur en relation avec l'éclairement de ces lampes, ce n'est ni la tension, ni l'intensité mais la puissance électrique.

Cette puissance s'exprime en watt (symbole W).

La puissance électrique est fournie par le générateur et elle est consommée par le récepteur.

La puissance nominale d'un récepteur est la puissance consommée par l'appareil en fonctionnement normal. Elle est en général indiquée par le fabricant.

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Ordre de grandeur de la puissance des appareils électriques

Puissance Appareils

1mW = 10-3W montre - DEL laser

calculatrices

1W lampe de poche

tube fluorescent

lampe à incandescence

1kW (kilowatt) = 103W appareil électroménager

installation électrique domestique

1MW (mégawatt) = 106W moteur de TGV

1GW (gigawatt) = 109W centrale électrique

1TW (térawatt) = 1012W

1PW (petawatt) = 1015W futur laser "petawatt" du CEA

Relation entre puissance, tension et intensité

Haut de page Puissance en courant continu

Branchons l'appareil étudié (lampe 12V - 21W) aux bornes d'un générateur et réglons la tension à la valeur nominale U= 12V. Mesurons l'intensité I qui traverse la lampe.

U = 12V I = 1,75 A

On constate que le produit U x I = 12V x 1,5 A = 21 x V x A

La puissance P consommée par un appareil en courant continu est égale au produit de la tension U à ses bornes par l'intensité I du courant qui le traverse.

P = UI

P: puissance en watt

U: tension en volt

I: intensité en ampère

Haut de page Puissance en courant alternatif

Si on remplace dans l'expérience précédente le générateur de tension continue par une générateur de tension alternative, on obtient les mêmes résultats.

Remarque: U et I représentent les valeurs efficaces de la tension et de l'intensité.

Mais si on effectue l'expérience avec un moteur à la place de la lampe, on s'aperçoit que le produit UI ne représente plus la puissance du moteur.

La présence de bobines dans le moteur entraîne un déphasage (décalage) entre la tension et l'intensité: L'intensité n'est pas maximale en même temps que la tension. Ce déphasage se mesure par un angle (f). Il intervient dans le calcul de la puissance:

P = UI cos(f)

En définitive, la relation P = UI peut être utilisée en alternatif pour les appareils de chauffage et d'éclairage qui n'entraînent aucun déphasage mais elle est fausse pour les moteurs (P< UI)

Haut de page Mesure de la puissance

En tension continue, on peut calculer la puissance à partir de la tension et de l'intensité. On n'a pas besoin d'un appareil pour mesurer la puissance.

En alternatif, lorsque la relation P= UI n'est plus applicable, un appareil de mesure s'impose. Il s'agit du wattmètre

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