Production et utilisation de l’énergie électrique
1 – La puissance nominale d’un appareil
La puissance nominale d’un appareil est la puissance électrique qu’il reçoit lorsqu’il fonctionne dans ses conditions normales d’utilisation, c’est-à-dire sous sa tension nominale.
L’unité de puissance est le watt (W).
Plus la puissance d’un appareil est grande, plus son action est importante.
- Lampe → éclaire davantage
- Aspirateur → aspiration plus forte
- Enceintes → son plus puissant
Exemples de puissances
| Appareil | Puissance |
|---|
| Téléviseur | 200 W |
| Ordinateur portable | 40 à 100 W |
| Fer à repasser | 1 kW |
| Lave-linge | 2 kW |
| Four électrique | 3 kW |
| TGV | ≈ 10 MW |
2 – Puissance totale d’une installation
Dans une habitation, les appareils électriques sont branchés en dérivation.
La puissance consommée par une installation est la somme des puissances des appareils qui fonctionnent en même temps.
P totale = P₁ + P₂ + P₃ + ...
Exemple :
- Télévision : 80 W
- Lampe : 50 W
- Console : 100 W
P = 80 + 50 + 100 = 230 W
Dans les habitations, la tension du réseau électrique est :
U = 230 V
3 – Relation entre puissance, tension et intensité
La puissance électrique consommée par un appareil dépend de la tension appliquée à ses bornes et de l’intensité du courant qui le traverse.
P = U × I
- P : puissance en watts (W)
- U : tension en volts (V)
- I : intensité en ampères (A)
Cette relation permet de calculer la puissance consommée par un appareil ou l’intensité qu’il utilise.
4 – Risques de surintensité
Lorsqu’un courant électrique traverse un conducteur, celui-ci chauffe.
Si l’intensité devient trop grande, il y a surintensité, ce qui peut provoquer un échauffement dangereux et un risque d’incendie.
Deux causes principales :
- La surcharge : trop d’appareils fonctionnent en même temps.
- Le court-circuit : contact accidentel entre deux conducteurs sous tension.
5 – Le court-circuit
Un court-circuit se produit lorsque le fil de phase entre en contact avec le neutre ou la terre.
La résistance du circuit devient alors très faible et l’intensité du courant devient extrêmement grande.
Cela peut provoquer :
- une forte élévation de température
- la détérioration des appareils
- un incendie
6 – Protection des installations électriques
Pour protéger les installations électriques, on utilise des dispositifs de sécurité.
Les installations électriques sont protégées contre les surintensités.
Dans les logements récents, les fusibles ont été remplacés par des disjoncteurs
placés dans le tableau électrique.
- Disjoncteur divisionnaire : protège contre les surcharges et les courts-circuits.
- Disjoncteur différentiel : protège les personnes contre les fuites de courant et les électrocutions.
Ces dispositifs coupent automatiquement le courant lorsqu’un danger est détecté.
Le disjoncteur coupe automatiquement le circuit électrique lorsqu’il détecte une surintensité.
Ces dispositifs empêchent l’échauffement des fils et réduisent les risques d’incendie.
7 – Bonnes pratiques de sécurité
Même si les installations électriques sont protégées, il est conseillé de
débrancher certains appareils lorsqu’ils ne sont pas utilisés.
- chargeurs de téléphone
- fer à repasser
- bouilloire
- grille-pain
- radiateurs d’appoint
- multiprises surchargées
Débrancher les appareils permet :
- de réduire les risques d’échauffement
- de limiter les risques d’incendie
- d’économiser l’énergie
Sources :
Cormerais G. & Carrasco J. (2024).PrépaBrevet – Physique-Chimie.
Benguigui N. (2023).PrépaBac – Physique-Chimie Seconde.