Chap. 2 Transfert d’énergie au niveau d’un générateur et d’un récepteur








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date de publication07.06.2017
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Chap. 2 Transfert d’énergie au niveau d’un générateur et d’un récepteur

I- Au niveau d’un récepteur :
Un récepteur reçoit de l’énergie électrique de la part du générateur et la convertie sous une autre forme d’énergie.

Exemples de récepteurs :

  • une ampoule : qui convertie l’énergie électrique en énergie de rayonnement (et en énergie thermique)

  • une résistance : qui convertie l’énergie électrique en énergie en énergie thermique

  • un moteur électrique : qui convertie l’énergie électrique en travail (et en énergie thermique).


1) Puissance électrique Pe reçue par un récepteur : (cf. TP de mardi dernier)


Pe = UAB . I






Où : récepteur

  • Pe en W (Watt)

  • UAB en V

  • I en A UAB



2) Energie électrique We reçue par un récepteur :

We = UAB . I . t  = Pe . t 
Si le récepteur reçoit une puissance Pe pendant une durée t :


Où :

  • We est en J (Joules)

  • t est en s (secondes)


Remarques :

  • la puissance traduit la rapidité d’un transfert d’énergie (10W = 10J/s)

  • Attention : le kW.h (le kilowatt-heure) n’est pas une unité de puissance mais une unité d’énergie !

1 kW.h est l’énergie électrique consommée par un récepteur fonctionnant pendant 1 heure sous une puissance de 1000 W (1 kW).
Exercice : Convertir 1 kW.h en J :




II- Au niveau d’un générateur :







1) Puissance électrique Pe fournie par un générateur :

Pe = UPN . I

2) Energie électrique We transférée du générateur au reste du circuit pendant t :

We = UPN . I . t  = Pe . t 



III- Conséquence de la conservation de l’énergie dans un circuit électrique :
Il y a transfert d’énergie du générateur vers les récepteurs : l’énergie cédée par le générateur se répartit dans les récepteurs :
EGéné =  Erécepteur ou en terme de puissance : Pgéné =  Précepteur

Coller à ce niveau le document manuscrit




IV- L’effet Joule :


  • Une résistance est un récepteur :

- qui convertit toute l’énergie électrique reçue en énergie thermique : We = Q

- qui vérifie la loi d’Ohm :

R

I
Loi d’Ohm : UAB = R . I


  • Calcul de l’énergie dégagée par ce dipôle : Q


Q = UAB . I . t  or UAB = R . I
D’où : Q = R . I ² .


  • Effet Joule : un récepteur résistif (résistance) parcouru par un courant I engendre un transfert thermique vers son environnement :

Q = R . I ² . t 

C’est l’effet Joule.
Puissance de ce transfert : P = R . I ²
Applications de l’effet Joule : résistances chauffantes (cafetière électrique, machine à laver, convecteur électrique pour le chauffage d’un appartement…)

Inconvénients : perte d’énergie dans un moteur électrique, dans le transport de l’électricité dans les lignes EDF…

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