L’énergie des systèmes électriques

[pic 1]Chapitre 09 L’énergie des systèmes électriques

1 L’intensité du courant électrique

Dans un circuit électrique, le courant est défini par le mouvement d’ensemble des porteurs de charges (électrons dans les parties métalliques, ions dans les solutions).

L’intensité du courant correspond au débit de charges. Cela se traduit par :

Q

        I = [pic 2]        avecIen Ampère (A), Q en Coulomb (C) et Δt en seconde (s)

Δt

[pic 3]

Exemple : calculer la charge qui traverse la section d’un câble électrique parcouru par une intensité de 2 A pendant 1h. Q= I x Δt = 2A x 3600s = 7200 C

Sachant que e= 1,6x10-19 C, calculer combien d’électrons cela représente.

Q 7200 22 électrons N= 𝑒 = 1,6×10−19 = 4,5 x 10[pic 4]

Dans un fil de cuivre de Section S= 2mm2 cela correspond à un déplacement de 10cm

[pic 5]

2 Source réelle de tension continue

On distingue deux types de générateur de tension continue

• La source idéal, caractérisé par une tension à ses bornes constante U = E Schéma d’une source idéal :         [pic 6]
• La source réelle que l’on modélise en série d’une source idéale de tension et une résistance interne. La tensions à ses bornes dépend de l’intensité du courant débité
• Schéma d’une source réelle         [pic 7] ou        [pic 8]

Caractéristique d’une source idéale et réelle

[pic 9]

3 Puissance électrique        Vidéo : Cycliste et grille pain

Que représente la puissance ? Quelle est son unité ?

La puissance P en watt (W) est l’énergie E en Joule (J) consommée (converti) par seconde par un système (thermique, électrique, mécanique).

E en Joule (J)

        P = [pic 10]Et        P en Watt (W)t en seconde (s)

[pic 11]

La puissance électrique Pélec d’un appareil est définie comme le produit de la tension U à ses bornes et de l’intensité I qui le traverse.

Pélec= U x I        avec U en V et I en A

Calculer la puissance d’un four alimenté par une tension de 230 V et parcouru par une intensité de 10 A Pélec= U x I = 230 V x 10 A = 2300 W

Quelle quantité d’énergie sera consommé par ce four s’il fonctionne pendant 15 minutes ?

E = P x t = 2300 W x 15 x 60 s = 2x106 J

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