L'energie electrique en 3eme — puissance, tension, intensite et loi d'Ohm
L'electricite est presente partout dans notre quotidien. Au brevet de physique-chimie, les exercices sur l'energie electrique testent ta capacite a utiliser les formules et a raisonner sur les circuits. Voici tout ce qu'il faut savoir.
Les grandeurs electriques fondamentales
La tension electrique (U)
La tension est la "poussee" qui fait circuler les electrons dans un circuit. On la mesure en volt (V) avec un voltmetre, place en derivation (en parallele) dans le circuit.
- Pile AAA : 1.5 V
- Secteur France : 230 V
- Batterie voiture : 12 V
L'intensite electrique (I)
L'intensite est la "quantite" d'electrons qui circule par seconde dans le circuit. On la mesure en ampere (A) avec un amperemetre, place en serie dans le circuit.
La resistance electrique (R)
La resistance s'oppose au passage du courant. On la mesure en ohm (Ω).
La loi d'Ohm
La loi d'Ohm relie tension, intensite et resistance :
U = R × I
Ou :
- U = tension en V
- R = resistance en Ω
- I = intensite en A
Triangles des formules :
- R = U / I
- I = U / R
Exemple : une lampe de resistance 50 Ω est branchee sous une tension de 230 V.
I = U / R = 230 / 50 = 4.6 A
Circuits en serie et en derivation
Circuit en serie
- L'intensite est la meme partout : I1 = I2 = I (total)
- La tension totale est la somme des tensions : U = U1 + U2 + ...
- Si un composant est coupe, tout le circuit s'eteint.
Circuit en derivation (parallele)
- La tension est la meme pour chaque branche : U1 = U2 = U (total)
- L'intensite totale est la somme des intensites : I = I1 + I2 + ...
- Si une branche est coupee, les autres continuent de fonctionner.
La puissance electrique (P)
La puissance est l'energie consommee ou produite par seconde. On la mesure en watt (W).
P = U × I
Autres formules deduites avec la loi d'Ohm :
- P = R × I²
- P = U² / R
Exemples de puissances usuelles :
- Ampoule LED : 9 W
- Ordinateur portable : 65 W
- Four electrique : 2000 W (2 kW)
L'energie electrique consommee (E)
L'energie est la puissance multipliee par le temps de fonctionnement :
E = P × t
- Si P en watt et t en seconde → E en joule (J)
- Si P en kilowatt (kW) et t en heure (h) → E en kilowattheure (kWh) — c'est l'unite de la facture EDF
Conversion : 1 kWh = 3 600 000 J = 3.6 × 10^6 J
Exemple : un four de 2 kW fonctionne 1.5 h.
E = 2 × 1.5 = 3 kWh
Exercices types brevet
Exercice 1 : Un fer a repasser a une puissance de 1800 W et fonctionne sous 230 V. Quelle est l'intensite qui le traverse ?
I = P / U = 1800 / 230 ≈ 7.8 A
Exercice 2 : Une ampoule a une resistance de 580 Ω et est branchee sous 230 V. Calculez l'intensite et la puissance.
I = U / R = 230 / 580 ≈ 0.40 A
P = U × I = 230 × 0.40 = 92 W
Exercice 3 : Un appareil de 500 W fonctionne 3h par jour. Quelle energie consomme-t-il en une semaine ?
E = 0.5 kW × 3h/j × 7j = 10.5 kWh
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