Puissance et énergie électrique fiche d'exercices · Physique-Chimie 3e
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La puissance P d'un appareil, en watts (W), indique la vitesse à laquelle il consomme l'énergie : P = U × I (volts × ampères).
L'énergie consommée dépend de la durée : E = P × t, en joules si t est en secondes, en kilowattheures (kWh) si P est en kW et t en heures. Le compteur de la maison compte des kWh.
Exemple : un four de 2 000 W pendant 2 h consomme 4 kWh.
Astuce : 1 kWh = 3 600 000 J.
L'énergie consommée dépend de la durée : E = P × t, en joules si t est en secondes, en kilowattheures (kWh) si P est en kW et t en heures. Le compteur de la maison compte des kWh.
Exemple : un four de 2 000 W pendant 2 h consomme 4 kWh.
Astuce : 1 kWh = 3 600 000 J.
En bref : La puissance d'un appareil, en watts, indique la vitesse à laquelle il consomme l'énergie : elle est égale à la tension en volts multipliée par l'intensité en ampères. L'énergie consommée dépend de la durée : énergie égale puissance fois temps. En joules si le temps est en secondes, en kilowattheures si la puissance est en kilowatts et le temps en heures. Par exemple, un four de deux mille watts pendant deux heures consomme quatre kilowattheures.
✅ Exercice 1 — Coche la bonne réponse ⭐ · 12 points
- L'unité de la puissance électrique est le …volt (V)joule (J)watt (W)ampère (A)
- La puissance d'un appareil se calcule par …P = U / IP = U × IP = U + IP = I / U
- L'énergie électrique consommée se calcule par …E = P + tE = P × tE = U × I × RE = P / t
- Le compteur électrique d'une maison mesure …la puissance en wattsla tension en voltsla résistance en ohmsl'énergie consommée en kWh
- Un four de 2 000 W allumé 2 h consomme …4 000 kWh1 kWh2 kWh4 kWh
- 1 kWh correspond à …1 000 J3 600 000 J3 600 J1 000 000 J
- Quelle intensité traverse une bouilloire de 2 300 W sous 230 V ?100 A10 A0,1 A1 A
- Une puissance de 1 W correspond à …1 kWh par jour1 joule par seconde1 joule par heure1 volt par ampère
- Un radiateur de 1 500 W fonctionne 3 h. Avec un kWh à 0,20 €, cela coûte …4,50 €0,90 €9 €0,30 €
- Pourquoi le disjoncteur coupe-t-il le courant ?la tension est trop faibleun appareil est en veillel'intensité dépasse la limite autoriséele compteur est plein
- Une LED de 10 W et une ampoule de 60 W éclairent autant. Sur 1 000 h, l'économie est de …50 kWh70 kWh500 kWh5 kWh
- Deux appareils ont la même puissance. Celui qui consomme le plus d'énergie est celui qui …est le plus lourda la tension la plus faiblefonctionne le plus longtempsest branché le plus loin du compteur
🖍️ Exercice 2 — Écris la légende du schéma ⭐⭐
Corrigé — Puissance et énergie électrique (Physique-Chimie 3e)
Exercice 1 — Coche la bonne réponse
- watt (W) — Le watt mesure l'énergie transformée par seconde ; le joule mesure l'énergie, le volt la tension et l'ampère l'intensité du courant.
- P = U × I — La puissance est le produit de la tension (en volts) par l'intensité (en ampères) ; sous 230 V, un appareil parcouru par 2 A a une puissance de 460 W.
- E = P × t — Plus un appareil est puissant et plus il fonctionne longtemps, plus il consomme ; l'énergie est le produit de la puissance par la durée.
- l'énergie consommée en kWh — Le compteur additionne les kilowattheures consommés par tous les appareils ; c'est cette énergie que le fournisseur facture.
- 4 kWh — 2 000 W = 2 kW ; E = 2 kW × 2 h = 4 kWh. Il faut penser à convertir les watts en kilowatts pour obtenir des kilowattheures.
- 3 600 000 J — 1 kW = 1 000 W et 1 h = 3 600 s, donc 1 kWh = 1 000 × 3 600 = 3 600 000 J, soit 3,6 MJ. Le joule est trop petit pour la vie courante.
- 10 A — I = P / U = 2 300 / 230 = 10 A. C'est une intensité élevée : les appareils chauffants sont les plus gourmands de la maison.
- 1 joule par seconde — La puissance est un débit d'énergie : un appareil de 100 W transforme 100 J chaque seconde, soit 360 000 J en une heure.
- 0,90 € — E = 1,5 kW × 3 h = 4,5 kWh, puis 4,5 × 0,20 = 0,90 €. Le chauffage électrique représente souvent la plus grosse part de la facture.
- l'intensité dépasse la limite autorisée — Trop d'appareils puissants en même temps font monter l'intensité ; les fils chaufferaient et pourraient prendre feu, le disjoncteur protège l'installation.
- 50 kWh — L'ampoule consomme 60 kWh (0,06 kW × 1 000 h), la LED 10 kWh : la différence est de 50 kWh, la LED convertissant bien moins d'énergie en chaleur inutile.
- fonctionne le plus longtemps — À puissance égale, l'énergie E = P × t ne dépend que de la durée : un appareil en veille 24 h sur 24 peut consommer plus qu'un appareil puissant utilisé quelques minutes.
Exercice 2 — Le schéma
- la puissance
- la tension
- l'intensité
- l'énergie
- la puissance
- la durée
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