Leçon 2
La puissance électrique

• La tension électrique se note U et s’exprime en Volt (V). Elle se mesure avec un voltmètre. Le voltmètre se branche en dérivation directement entre les bornes du dipôle dont on veut mesurer la tension. La borne d’entrée dans le voltmètre est « V », celle de sortie est « COM ».
• L’intensité du courant se note I et s’exprime en Ampère (A). Elle se mesure avec un ampèremètre. L’ampèremètre se branche en série dans le circuit. On est donc obligé d’ouvrir le circuit pour y introduire l’ampèremètre. La borne d’entrée du courant dans l’ampèremètre est « 10A », celle de sortie est « COM ».
• Le calibre (du voltmètre ou de l’ampèremètre) correspond à la valeur maximale que l’appareil peut mesurer sans être détérioré. Exemple : En calibre 20V, un voltmètre ne peut pas mesurer une tension supérieure à 20V.

P = U x I

• P en Watt
• U en Volt
• I en Ampere

La puissance électrique s’exprime en Watt (W). Pour calculer la puissance aux bornes d’un dipôle purement résistif (c’est-à-dire un dipôle qui ne contient pas de moteur), on multiplie la tension aux bornes du dipôle par l’intensité du courant qui traverse le dipôle.

Attention : Une intensité de 1 A est une très grosse intensité. La plupart du temps, nos résultats de mesure sont en milliampères. Il ne faut donc pas oublier de convertir les milliampères en ampères AVANT de faire le calcul.

Remarques :

- Si les appareils fonctionnent en courant alternatif, la formule est valable mais il faut utiliser la tension efficace (Ueff) et l’intensité efficace (Ieff). Nous verrons ces notions de tension et d’intensité efficaces un peu plus tard, quand nous parlerons du courant alternatif. Le courant alternatif est celui qui est fabriqué par nos centrales électriques, celui qui est délivré par les prises de courant. Nous travaillons, nous, en courant continu. C’est le courant délivré par les piles. Nos générateurs de collège peuvent délivrer soit un courant continu (comme une pile de 6V ou de 12 V), soit un courant alternatif.

- La puissance en Watt indiquée sur le culot de la lampe est puissance nominale de la lampe. Lorsqu’une lampe est alimentée avec une tension égale à sa tension nominale, elle a une puissance égale à sa puissance nominale.

- La lampe qui a l’éclat le plus fort est la lampe qui a la puissance nominale la plus grande. C’est comme chez vous : pour avoir beaucoup de lumière, vous prenez une lampe avec une forte puissance (75 ou 100 W). Pour la lampe de chevet, vous prenez une lampe dont la puissance nominale est faible (15 W ou 25 W)

Je pense que vous avez compris l’objectif. Comme notre formule lie P, U et I, on doit pouvoir la « tritouiller » pour pouvoir calculer U (si on connaît I et P), ou pour pouvoir calculer I (si on connaît U et P).

Tritouillons !

P = U x I 

Pour calculer U : Je divise chaque membre de l’équation par I et j’obtiens : U = P : I

Pour calculer I : Je divise chaque membre de l’équation par U et j’obtiens : I = P : U

Une lampe de puissance 75W est alimentée par le courant du secteur (220V).
Calculer l’intensité qui traverse cette lampe. P = U X I donc I = P / U
Application numérique : I = 75 : 220 = 0,34 A L’intensité qui traverse la lampe est de 0,34 Ampère.

Nous voulons maintenant trouver comment faire pour calculer la puissance d’une lampe, si on ne la connaît pas, à partir de mesures expérimentales, c’est-à-dire en faisant une expérience. Pour notre TP du 1er paragraphe, nous connaissions la puissance nominale et voulions établir la relation entre P, U et I. Maintenant, nous connaissons cette relation. On sait donc que pour trouver P, il faut multiplier U par I. Nous n’avons donc qu’à mesurer U et I aux bornes de notre lampe. Puis il faudra multiplier U et I pour trouver la puissance P de la lampe. Cela signifie qu’il suffit d’utiliser le même montage que celui de notre TP, puisqu’il contient les appareils de mesure qu’il nous faut.

Pour déterminer expérimentalement la puissance d’une lampe, on réalise le même montage que dans le TP ci-dessus. On mesure la tension (en V). On mesure l’intensité et on la convertit en Ampère si elle était en milliampères. Ensuite, on multiplie U (en V) et I (en A). Le résultat du calcul est la puissance de la lampe (en W).

Vous devez donc écrire tout ce qui n’est pas écrit en italique. Puis il faut apprendre la leçon, c’est-à-dire qu’il faut savoir refaire le schéma du montage et savoir par cœur les 3 formules :

P = U x I ; I = P / U et U = P / I