I. Évaluation de ressources

A. Évaluation des savoirs

Correction exercice I

a) Faux : L'unité de mesure de l'énergie électrique est le joule (J) ;
b) Vrai : Un kilowatt-heure (KWh) correspond à l'utilisation d'un kilowatt de puissance pendant une heure ;
c) Faux : L’énergie électrique \(E\) consommée dans une installation est donnée par la formule : \(E = NI - AI\) avec \(NI\) Nouvel index, \(AI\) Ancien index et \(E\) l’énergie électrique en KWh.
d) Vrai : La puissance électrique représente la quantité d'énergie consommée ou produite par unité de temps. Elle est mesurée en watts (W) ou en kilowatts (kW) ;
e) Faux : La relation entre la puissance \(P\), l'énergie \(E\), et le temps \(t\) est exprimée par la formule : \(E = P \times t\) ;
f) Vrai : En courant continu, la puissance \(P\) consommée par un résistor est donnée par la formule : \(P = U \times I\)
g) Vrai : En courant alternatif, la puissance électrique consommée par un résistor est donnée par la formule : \(P = {U_{eff}} \times {I_{eff}}\) ;
h) Vrai : La puissance nominale d'un appareil électrique est la puissance maximale qu'il peut consommer ou produire de manière continue sans être endommagé.

B. Application des savoirs et des savoirs faire

Correction exercice I

Lampe : 220 V – 59,4 W
1 – Donnons la signification des inscriptions :
• 220 V : tension nominale ou tension d’usage (tension sous laquelle la lampe fonctionne normalement)
• 59,4 W : puissance nominale (C’est la puissance maximale que la lampe peut consommer de manière continue sans être endommagé).
2 – Déterminons l’intensité du courant I qui traverse la lampe.
\(P = U \times I \Rightarrow I\) \( = \frac{P}{U} = 0,27A\)
3 – Calculons l’énergie électrique consommée pendant 15 min
a) En Watt heures
\(E = P \times t\)
Convertir le temps en heures (\(t = 0,25h\))
\(E = 59,4 \times 0,25\) \( = 14,85 Wh\)
b) En joules
Convertir le temps en secondes (\(t = 900s\))
\(E = 59,4 \times 900\) \( = 53460J\)

Correction exercice II

a) L'énergie consommée peut être calculée en utilisant la formule : \(E = P \times t\)
La puissance est de 500 watts, ce qui équivaut à 0,5 kilowatt (puisque 1 kW=1000 W) et le temps est de 2 heures. Ainsi : \(E = 0,5 \times 2 = 1kWh\).
b) La puissance peut être calculée en utilisant la formule :
\(P = \frac{E}{t} = \frac{{250J}}{{5s}}\) \( = 50W\)
c) Utilisons la même formule pour calculer l'énergie consommée :
\(E = P \times t = \) \(0,1 \times 3 = 0,3kWh\)
d) L'appareil consommant 1 kilowatt (soit 1000 watts) a une puissance plus élevée que celui consommant 600 watts.
Pour calculer l'énergie consommée en une heure, on utilise la formule précédente :
Énergie = Puissance (en kW)×Temps (en heures)
\({E_1} = 0,6kW \times 1h\) \( = 0,6kWh\)
\({E_2} = 1kW \times 1h\) \( = 1kWh\)
e) Convertissons 2,5 kWh en joules (J).
Utilisons la relation : \(1kWh = 3,6 \times {10^6}J\) soit \(2,5 \times 3,6 \times {10^6}\) \( = 9 \times {10^6}J\)

II Évaluation des compétences

Correction exercice

La différence entre l'énergie et la puissance électrique est que l'énergie est la capacité de faire un travail, mesurée en joules, tandis que la puissance électrique est la quantité d'énergie consommée ou produite par unité de temps, mesurée en watts.
Un watt-heure (Wh) est une unité d'énergie qui équivaut à la consommation d'une puissance d'un watt pendant une heure. Cela correspond à 3600 joules.