Électricité et magnétisme

Travail et puissance électriques

Le courant transforme l’énergie électrique en d’autres formes. La puissance mesure le débit d’énergie ; en courant continu, $P=UI$.

Lorsqu’une charge traverse un dipôle soumis à une différence de potentiel, le champ électrique effectue un travail. L’énergie peut chauffer une résistance, éclairer une lampe ou faire tourner un moteur. Dans le modèle idéal, l’énergie électrique transférée est égale au travail de la force électrique.

Énergie électrique et consommation

À puissance constante, plus un appareil fonctionne longtemps, plus l’énergie consommée est grande : $W=Pt$. Les factures utilisent souvent le kilowattheure, avec $1\,\mathrm{kWh}=3.6\times10^6$ J. Le kWh est une unité d’énergie, pas de puissance.

Pour une résistance pure, la puissance instantanée est $p=ui$ ; si tension et courant sont constants, $P=UI$. La chaleur dissipée pendant $t$ suit la loi de Joule–Lenz, $Q=I^2Rt$. Par exemple, une résistance de $10\,\Omega$ parcourue par $0.50$ A dissipe $2.5$ W et convertit $600$ J en chaleur en $4$ minutes. Vérifiez l’unité de temps avant de convertir l’énergie en joules.

La puissance nominale d’un appareil correspond à sa tension spécifiée. Une tension inadéquate peut réduire ses performances ou le faire surchauffer ; les équations de puissance ne remplacent pas le respect des caractéristiques de sécurité du fabricant.

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