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Exercices

Exercice corrigé

Étapes de la méthode

  • Pour déterminer une intensité, il faut reformuler la relation P = U × I pour obtenir I en fonction de P et U.
    Un fusible protège des surintensités, sa valeur nominale correspond donc à l’intensité maximale qu’il laissera passer.
  • Il faut faire attention aux unités lorsqu’on utilise la formule E = P × t.
  • Deux jeux d’unités sont utilisés:
    (J) = (W) × (s) ou (kWh) = (kW) × (h).

Corrigé :

  • On connait l’expression de la puissance P = U × I. Pour déterminer l’intensité qui parcourt la résistance, il faut écrire cette relation sous la forme
    I=PUI = \dfrac{P}{U}.
    Avec P = 1 300 W et U = 230 V, on obtient :
    I=PU=1300230=5,65A.I = \dfrac{P}{U} = \dfrac{1 \: 300}{230} = 5\text{,}65 \: \text{A}.
    L’intensité qui traverse la résistance chauffante vaut donc 5,65 A.
  • Le fusible qui protège la bouilloire doit permettre le passage de la plus petite intensité possible, qui soit tout de même supérieure à 5,65 A.
    C’est donc le fusible 6 A.
  • On connait l’expression de l’énergie : E = P × t.
    Pour trouver l’énergie en joules, il faut exprimer la puissance en watts et la durée en secondes:
    On a donc P = 1 300 W et t = 60 s (1 minute = 60 secondes).
    On trouve alors E=1300×60=78000E = 1 \:300 \times 60 = 78\:000 J.
    Pour trouver l’énergie en kilowattheures, il faut exprimer la puissance en kilowatts et le temps en heures :
    On a donc P=1,3P = 1\text{,}3 kW et t=0,01667t = 0\text{,}01667 h
    (1 minute = 160\dfrac{1}{60} heures)
    On trouve alors E=1,3×0,016667=0,021E = 1\text{,}3 \times 0\text{,}016667 = 0\text{,}021 kWh.

Je m'entraine

16

Joue avec l’expression de la puissance.

17

Joue avec l’expression de l’énergie.

Matériel

Un générateur.______ Un moteur.
Un multimètres._____ Un interrupteur.
Un chronomètre.
Doc. 2
Matériel.
20

Four ou four microondes ?

Pour faire réchauffer un plat, Diane a le choix entre un four classique et un four microondes. Ces deux appareils ont une puissance environ égale.

Une notion, trois exercices

J'approfondis

22

Puissance d’une lampe.

On mesure qu’une lampe est traversée par une intensité de 150 mA quand on lui applique une tension de 12 V.
23

Intensité traversant les feux de croisement d’une voiture.

Les feux de croisement d’une voiture sont des lampes de 18 W alimentées par la batterie de la voiture (12 V).
25

Puissance d’un appareil électro-ménager.

Avant de faire tourner une machine de linge, Idriss a noté la valeur de l’index du compteur d’énergie d’EDF : Indi = 534,50 kWh. Il constate qu’à la fin du cycle de lavage 90 minutes plus tard, l’index est passé à la valeur Indf = 535,55 kWh. Dans ce laps de temps, le lave-linge a été le seul appareil de la maison mis sous tension.
26

Réchauffer son repas au microondes.

Un four microondes de 1 200 W convertit 0,06 kWh d'énergie électrique pour faire réchauffer un plat.
27

Sécurité sur une multiprise.

Une multiprise branchée sur la tension de secteur (230 V) est protégée par un fusible de 5 A. On a déjà branché sur cette multiprise un téléviseur de 150 W, une console de jeu de 40 W, une lampe halogène de 200 W et une box de 25 W.
28

Installation électrique d’une buanderie.

Un fusible de 20 A protège la buanderie de la maison de Mathieu. Le tableau suivant représente l’intensité qui traverse chaque appareil en fonctionnement :
AppareilIntensité (A)
Fer à repasser4
Lave-linge11
Sèche-linge8
Aspirateur5,2
Compresseur10
Doc. 2
Installation électrique.
29

Calcul d’une énergie.

31

Consommation électrique d’un mixeur.

Sur la plaque signalétique d’un mixeur on trouve les indications 230 V / 4 A. On utilise ce mixeur durant 2 minutes pour faire une soupe.
33

Puissance à souscrire.

L’installation électrique d’une maison comprend les appareils suivants : un lave-vaisselle de 1,7 kW, des radiateurs pour une puissance totale de 4 kW, un four d’une puissance de 2 200 W, des lampes pour une puissance totale de 900 W, et des appareils électroniques pour lesquels les puissances sont chacune de l’ordre de quelques dizaines de watts.
34

Sèche-cheveu et intensité.

Un sèche-cheveu possède quatre positions : il peut souffler de l’air chaud ou froid, à vitesse rapide ou normale. On peut lire sur ce sèche-cheveu les indications 230 V / 150 W - 300 W - 700 W - 1 000 W.
35

Remplacer une lampe.

Une lampe 230 V / 60 W vient de griller dans la chambre de Mathilde. Elle ne trouve pas exactement la même lampe de rechange dans le placard mais elle trouve deux lampes : L1 (230 V / 40 W) et L2 (110 V / 60 W).
36

Enceintes portatives.

Sur l’alimentation d’une enceinte portative, on peut lire les indications suivantes :
Entrée : 230 V / 5 W.
Sortie : 6 V / 500 mA.

Je résous un problème

Option base (TTC)
Puissance souscrite (kW)Abonnement annuel (€ TTC/an)Prix du kWh (cts TTC/kWh)
3
6
9
12
15
54,45
88,42
117,20
180,11
206,57
15,03
15,03
15,03
15,03
15,03
Doc. 2
Prix de l'énergie.
Chaque kilowattheure consommé est facturé 15 centimes.

Parcours de compétences

Niveau 1 - Je sais ce qu’est une unité de mesure.

Coup de pouce : Deux unités de mesures sont utilisées dans l’énoncé. Retrouve lesquelles et précise les grandeurs physiques dont elles sont les références.

Niveau 3 - J’exprime mon résultat avec une unité.

Coup de pouce : L’énergie que reçoit la lampe peut aussi se calculer avec la puissance et la durée exprimée en heure et en kilowatt. Quelle valeur obtient-on alors ?

Niveau 2 - J’exprime l’unité de mon résultat avec de l’aide.

Coup de pouce : L’énergie reçue par la lampe peut s’obtenir par la formule E = P × t, avec t en seconde (s), P en Watt (W), et E en Joule (J). Calcule puis écris la valeur de cette énergie.

Niveau 4 - J’exprime mon résultat dans l’unité la plus adaptée.

Coup de pouce : Lequel des résultats obtenus est le plus facile à lire ? Lequel permet d’utiliser la grille des tarifs EDF pour calculer le prix de l’éclairage qu’a fourni la lampe ?

  • 2
    . Matériel.
DYS

Matériel.

1
Matériel

Un générateur.______ Un moteur.
Un multimètres._____ Un interrupteur.
Un chronomètre.
DYS

Exercice 18 : Propose une expérience.

Question 1

DOC 2

Énoncé
À l’aide du matériel suivant, propose un protocole et schématise l’expérience permettant de déterminer la puissance et l’énergie converties par un moteur électrique :
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