1. Définition de la puissance

1.1 Qu'est-ce que la puissance ?

La puissance, c'est la quantité de travail, ou si on préfère, la quantité d'énergie que peut transformer un appareil électrique par unité de temps. Ainsi, on dit qu'une voiture est puissante lorsqu'elle peut accélérer rapidement. Elle peut donc transformer une grande quantité d'énergie chimique ou électrique en énergie cinétique (mouvement). Pour une ampoule, on parle davantage d'énergie électrique en énergie lumineuse, mais aussi en chaleur. Dans le langage courant, on parle d'ampoule de 60 W ou de 100 W comme des valeurs qui ne tient compte que de la quantité de lumière émise, mais en vérité, une ampoule de type DEL de 60W a une puissance réelle de 9W puisqu'elle est moins énergivore et produit moins de chaleur que les ampoules incandescentes. En résumé, la puissance est la quantité d'énergie transformée (J) par unité de temps (s). 

Formule

\( P = \frac{E}{Δt} \)

  • P : Puissance (W)
  • E : Énergie électrique (J)
  • Δt : Variation de temps (s)

1.2 Puissance, tension et intensité

Sur le plan mathématique, on peut donc dire que : 

\( 1 W = \frac{1J}{1s} \)

Or, on avait précédemment défini la tension (différence de potentiel) comme étant la quantité d'énergie par paquet de charges (coulombs). On peut donc définir le volt ainsi :

\( 1 V = \frac{1 J}{1 C} \)

Pour sa part, l'intensité est définie comme étant la quantité de coulomb par seconde. On peut donc dire que : 

\( 1 A = \frac{1C}{1 s} \)

Si on multiplie la tension (volt) et l'intensité du courant électrique (ampère), on voit que : 

\( 1 V \times1A= \frac{1J}{1C} \times \frac{1C}{1s} = \frac{1J \times1C }{1C \times1s }=\frac{1J}{1s}=1W \)

Cette transformation nous permet de déduire une deuxième formule pour calculer la puissance (Watt). 


Formule

P=UI

  • P : Puissance (W)
    • U : Différence de potentiel (V)
    • I : Intensité (A)

1.3 Petit calcul sympathique

On pourrait donc se demander quelle serait la quantité d'énergie consommée par une ampoule de 60 W en une année. Commençons par calculer le nombre de secondes en une année. 

\( Δt = \frac{365,25\ jours}{1\ année} \times \frac{24\ heures}{1\ jour} \times\frac{60\ minutes}{1\ heure} \times\frac{60\ secondes}{1\ minute} = 3,16 \times 10^7s/année \)

On sait que \( P = \frac{E}{Δt} \). On peut donc dire que :
\( E = P \timesΔt = 60W\times(3,16 \times10 ^7s) = 1,89 \times10^9 J \)

Comme tu vois, un joule, c'est très petit. Si on indiquait la quantité d'énergie consommée en joules sur un compte d'Hydro-Québec, ce serait un peu laborieux à lire. On utilise donc le kWh. Répétons donc le calcul, mais cette fois-ci en kWh. Commençons par calculer le nombre d'heures dans une année. 
\( Δt = \frac{365,25\ jours}{1\ année} \times \frac{24\ heures}{1\ jour} = 8766 h/année \)

\( P = 60 W = 0,06 kW \)

On sait que \( P = \frac{E}{Δt} \). On peut donc dire que :
\( E = P \timesΔt = 0,06 kW \times 8766h \times  = 525,96 kWh \)


Clique sur le bouton ci-dessous afin de poursuivre au chapitre suivant.

Continuer