L'ENERGIE ELECTRIQUE


Objectifs : Calculer l'énergie électrique transférée à un appareil pendant une durée donnée et l'exprimer en joule (J), ainsi qu'en kilowatt-heure (kWh).


1. Quelle est l'unité de mesure de l'énergie électrique ?

L'énergie électrique se mesure en Joule (J)


Le Joule est l'unité reconnue par le système international, mais pour des raisons pratiques de facturation, EDF préfère utiliser le KWh comme unité d'énergie.

1 Wh = 3600 J

1 kWh = 1000 Wh



2. Comment mesure t-on l'énergie ?


Compteur d'énergie électrique en kWh


Pour connaître l'énergie que vous avez consommé, EDF utilise un compteur. Il contient un disque mobile en rotation. Plus la puissance de vos appareils électriques alimentés est grande, plus le disque tourne vite. Lorsque les appareils électriques sont débranchés, le disque s'arrête. Ce disque entraîne les chiffres d'un compteur qui indique l'énergie que vous avez consommé.

L'énergie dépend donc de la puissance des appareils, et du temps d'utilisation. La formule permettant de calculer l'énergie est donc :


E = P X t


P est en watt (W).

J'apprends à lire ma facture d'électricité









Exercice 1 : Chloë décide de gagner un peu d'argent en faisant du repassage chez elle. Elle veut savoir combien lui coutera l'électricité nécessaire à l'utilisation de son fer à repasser qui a une puissance de 2200 W. Le repassage dure 4 h.
a) Quel est l'énergie consommée par le fer pendant le repassage ?
b) EDF lui facture 0,0784 € le kWh. quel est le coût d'utilisation de son fer à repasser ?
c) Chloë remarque en observant le voyant d'alimentation du fer qu'il ne fonctionne en fait que 30% du temps d'utilisation. Quel sera le coût corrigé ?

Exercice 2 : Nous lisons sur un panneau solaire : U = 50 V, I = 5 A et P = 210 W. Le panneau produit de l'électricité de 9h du matin à 18 h le soir.
a) Calculez la durée de production journalière.
b) Calculez l'énergie fournie par le panneau en une journée, puis en un mois (on prendra 1 mois = 30 jours).
c) Ma consommation électrique mensuelle est de 800 kWh. Combien de panneaux me faudra-t-il acheter si je veux devenir autonome en énergie.

Exercice 3 : Dans un lave vaisselle, la pompe de recyclage permet d'aspirer l'eau au fond de la machine, et de la propulser ensuite à grande vitesse par l'intermédiaire des bras rotatifs, pour laver les assiettes, plats, verres, etc.
Une mesure de courant absorbé par le moteur de ma pompe me donne 850 mA. Sa tension d'alimentation est de 220 V alternatif. Sur ce moteur il est indiqué que k=0,8. Le lave vaisselle fonctionne 2h par jour.
a) Quel est en Ampère, le courant consommé par cette pompe ?
b) Quelle puissance absorbe cette pompe lorsque le lave vaisselle est en fonctionnement ?

Pompe de recyclage de lave vaisselle

c) Quelle énergie cette pompe va-t-elle consommer en 1 mois ?
d) quel sera le côut mensuel d'utilisation de cette pompe si le prix du kWh est de 0,08 € ?


3. Correction des exercices

Exercice 1 :
a) E = P X t = 2200 X 4 = 8800 Wh (car le temps est en heure)
b) EDF donne son prix pour le kWh. Il font donc mettre l'énergie en kWh : E = 8800 Wh = 8,8 kWh.
Le coût d'utilisation du fer à repasser sera donc :
Coût = 0,0784 X 8,8 = 0,69 €
c) Coût corrigé = 0,69 X 30/100 = 0,69 X 0,3 = 0,21 €

Exercice 2 :
a) Durée de production journalière : t = 18h - 9h = 9h
b) Energie fournie en une journée : E = P X t = 210 X 9 = 1890 Wh
Energie fournie en 1 mois : E = 1890 X 30 = 56700 Wh = 56,7 kWh
c) Nombre de panneaux nécessaire pour une consommation de kWh :
Nb de panneaux = 800 / 56,7 = 14,1
Pour être certain d'avoir la fourniture suffisante d'énergie, il me faudra donc installer 15 panneaux.