Transfert d’énergie dans un circuit électrique

1. L'énergie électrique acquise par le récepteur

• 1.1.Récepteur électrique

  Le récepteur électrique est un dipôle qui acquiert de l'énergie électrique et la convertit en une autre forme d'énergie, en plus de l'énergie thermique.

  Exemples:

  

• 2.1. L'énergie électrique gagnée par le récepteur

  

  L'énergie électrique acquise par le récepteur (AB), entre ses deux pinces de tension U_AB , et parcourue par un courant électrique d'intensité I de A vers B, pendant la durée ∆t est:

  W_e= U_AB.I.∆t
  (J)     (V)   (A)  (s)

• 3.1. La puissance électrique gagnée par le récepteur

  La puissance électrique, P_e , est égal à la vitesse de transfert d'énergie, Donc :

  P_e= U_AB.I
  (W)     (V)   (A)

• 4.1. Exercice d'application :

  Un moteur électrique fonctionnant à une tension de U_AB= 12V , gagne de l' énergie électrique W_e= 360 J pendant une durée ∆t = 2min .
  1- Calculer la puissance électrique acquise par le moteur.
  2- Déduire l'intensité I du courant électrique qu'il traverse.

2. Effet JOULE

• 1.2. définition

  L'effet JOULE est l'effet thermique provoqué par le passage d'un courant électrique dans des conducteurs électriques.

• 2.2. Le cas d'un conducteur ohmique - Loi de Joule

  

  Lorsqu'un courant électrique I passe pendant une durée ∆t dans un conducteur ohmique de résistance R et une tension U_AB est appliquée entre ses bornes, il gagne de l'énergie.

  W_e= U_AB.I.∆t

  Selon la loi d'Ohm nous avons: U_AB= R.I

  D'où: W_e= R.I².∆t

  Puisque le conducteur ohmique convertit toute l'énergie électrique gagnée en énergie thermique Q par le facteur joule, alors :

  Q = W_e= R.I².∆t

• 3.2. Les conséquences effet joule

  * Chauffage électrique.

  * Eclairage électrique.

  * Protection des appareils électriques (fusible electrique).

  * Perte d'énergie électrique (moteurs, générateurs, lignes de transport d'énergie...).

3. L'énergie électrique fournie par le générateur

• 1.3. le générateur

  le générateur est un dipôle qui convertit en énergie électrique une autre forme d'énergie qu'il acquiert.

  Exemples:

  le générateur	Type de conversion
  batterie	énergie chimique ==> énergie électrique
  centrale thermique	énérgie thermique ==> énergie électrique
  centrale nucléaire	énergie nucléaire ==> énergie électrique
  centrale hydraulique	énergie mécanique (hydraulique) ==> énergie électrique
  pile photovoltaïque	énergie lumineuse ==> énergie électrique

• 2.3. L'énergie électrique fournie par le générateur au reste du circuit

  

  L'énergie électrique fournie par le générateur au reste du circuit pendant le temps ∆t est:

  W_e= U_PN.I.∆t

• 3.3. La puissance électrique fournie par le générateur au reste du circuit

  La puissance électrique fournie par le générateur au reste du circuit est:

  P_e= U_PN.I