Collège   >   5eme, 4eme, 3eme   >   Physique Chimie   >   Mesurer une énergie électrique

Mesurer une énergie électrique

  • Fiche de cours
  • Quiz
  • Profs en ligne
Objectif

Mesurer une énergie électrique.

Points clés
  • L’énergie électrique est l’énergie consommée par un appareil électrique. Elle correspond à la puissance de l’appareil multiplié par la durée d’utilisation (E = P × t). Elle s’exprime en Wh ou en J.
  • L’énergie électrique peut être déterminée de manière directe : on la mesure à l’aide d’un joulemètre inséré dans le circuit électrique.
  • L’énergie électrique peut être déterminée de manière indirecte : on détermine d’abord la puissance en mesurant la valeur de l’intensité I et de la tension U du récepteur (P = U × I). On applique ensuite la formule E = P × t avec la puissance calculée et le temps de fonctionnement t de l’appareil.
L’énergie électrique est l’énergie consommée par un appareil électrique.

Pour déterminer l’énergie électrique d’un appareil électrique, on peut passer par la puissance électrique ou alors mesurer directement à l’aide d’appareils de mesure adaptés.

1.  Évaluer une énergie électrique en mesurant une puissance électrique

Pour évaluer une énergie électrique, on peut passer par la puissance électrique.

La puissance électrique P est la puissance de fonctionnement prévue par le constructeur.

La puissance consommée par un appareil en courant continu est égale au produit de la tension U à ses bornes par l'intensité I du courant qui le traverse :

P = U × I.

avec :

  • P la puissance électrique consommée par un récepteur, en watts (W) ;
  • U la tension aux bornes du récepteur, en volts (V) ;
  • I l’intensité du courant électrique qui traverse le récepteur, en ampères (A).

Pour évaluer l’énergie électrique consommée par un appareil fonctionnant en courant continue (lampe, radiateur, etc.), il faut procéder en deux étapes.

  1. Calcul de la puissance
    Pour déterminer la puissance électrique P consommée par l’appareil, on mesure :
    • l’intensité I qui parcourt un appareil à l’aide d’un ampèremètre ;
    • la tension U aux bornes de l’appareil avec un voltmètre.

    On utilise alors la relation P = U × I.

  2. Calcul de l’énergie électrique
    Pour déterminer l’énergie électrique E consommée par l’appareil, on multiplie la puissance P précédemment calculée par la durée d’utilisation t : on utilise la relation E = P × t.
Remarque 
  • Si cette durée est en secondes on obtient une énergie en joules (J).
  • Si cette durée est en heures on obtiendra une énergie en wattheures (Wh).
Exemple : l’énergie électrique d’une lampe.
On fait fonctionner un moteur et une lampe sous une tension continue pendant 6 minutes.
La tension aux bornes de la lampe et l’intensité dans le circuit sont mesurées pendant cette durée.
On relève alors :
  • la tension U = 6 V ;
  • l’intensité I = 25 mA = 0,025 A.
  1. Calcul de la puissance
    La puissance électrique P absorbée par la lampe est :
    P = U × I
    P =
     6 × 0,025
    P = 0,15 W
  2. Calcul de l’énergie électrique
    L’énergie électrique E consommée par la lampe en 6 minutes (6 × 60 = 360 s) est :
    E = P × t
    E = 0,15 × 360
    E = 54 J.
Une lampe consomme 54 joules.
Remarque 
Si on considère la durée en heures, t = 6 min = 0,1 h, on obtient :
E = 0,15 × 0,1
E = 0,015 Wh.
2. Mesurer directement une énergie électrique

On peut également mesurer directement l’énergie électrique d’un appareil électrique.

Il existe deux appareils qui permettent de mesurer directement une énergie électrique :

  • Le compteur EDF qui indique en kilowattheures (kWh) l’énergie électrique consommée par l'ensemble des appareils électriques du lieu.
    Exemple 
    Voici deux photographies d’un compteur EDF séparées d’une durée de douze jours.
    Relevé jour j Relevé jour +12
    Sur cette durée, la consommation a été de 
    2251  2125 = 126 kWh.
  • Le joulemètre qui indique en joules (J) l’énergie électrique consommée par un appareil électrique. Cet appareil regroupe un ampèremètre (branché en série) et un voltmètre (branché en dérivation).
    Exemple 
    On mesure l’énergie consommée par une lampe à incandescence à l’aide du joulemètre.
    Exemple de branchement d'un joulemètre
    Remarque 
    Le joulemètre a la particularité de mesurer la puissance et l’énergie consommée par un dipôle électrique pendant une durée que l’on peut imposer.
    On obtient alors plusieurs mesures de puissance et d’énergie électrique, que l’on place dans un tableau. On compare ensuite les valeurs de colonne « Énergie » avec les valeurs calculées dans la colonne « P × t » :
    Durée(s) Puissance mesurée (W) Énergie mesurée (J) Énergie calculée P × t (W·s)
    10 40 390 400
    30 42 1 250 1 260
    Les valeurs de l’énergie mesurées et calculées sont sensiblement égales, ce qui permet de confirmer la relation E = P × t.

Comment as-tu trouvé ce cours ?

Évalue ce cours !

 

Question 1/5

La médiane de 6 notes est 13. Cela signifie que :

Question 2/5

On a obtenu la série statistique suivante :

Combien vaut la médiane ?

Question 3/5

On a obtenu la série ci-dessous :

Quelle est la médiane de cette série ?

Question 4/5

On a relevé les tailles en cm des élèves d’une classe :

 

Parmi les propositions suivantes, laquelle est vraie ?

Question 5/5

Les notes en français de deux classes littéraires sont données dans le tableau suivant :

Quelle est la note médiane ?

Vous avez obtenu75%de bonnes réponses !

Reçois l’intégralité des bonnes réponses ainsi que les rappels de cours associés

Une erreur s'est produite, veuillez ré-essayer

Consultez votre boite email, vous y trouverez vos résultats de quiz!

Découvrez le soutien scolaire en ligne avec myMaxicours

Le service propose une plateforme de contenus interactifs, ludiques et variés pour les élèves du CP à la Terminale. Nous proposons des univers adaptés aux tranches d'âge afin de favoriser la concentration, encourager et motiver quel que soit le niveau. Nous souhaitons que chacun se sente bien pour apprendre et progresser en toute sérénité ! 

Fiches de cours les plus recherchées

Physique Chimie

La consommation annuelle des appareils électriques

Physique Chimie

La sensibilisation à la consommation électrique

Physique Chimie

La plaque signalétique d'un appareil électrique

Physique Chimie

Mouvement rectiligne et mouvement circulaire

Physique Chimie

Caractériser un mouvement uniforme

Physique Chimie

Mouvements uniformes, accélérés et décélérés

Physique Chimie

Utiliser la relation liant vitesse, distance et durée - Mouvement rectiligne

Physique Chimie

Le relativité du mouvement

Physique Chimie

La gravitation universelle- Collège- Physique Chimie

Physique Chimie

Les diagrammes objet-interaction