Matière : Physique et Chimie
Niveau : 3 années internationales
L’énergie électrique
I.
L’énergie électrique consommée par un appareil électrique :
1. Définition
Quand un appareil électrique de puissance nominale P fonctionne pendant une durée t,il
consomme une énergie électrique .
L’énergie électrique, notée E, est une grandeur physique qui exprime la quantité d’énergie
consommée par un appareil électrique, elle se mesure à l’aide d’un appareil électrique
installée sur chaque maison qui s’appelle le compteur électrique, son
unité internationale est le Joule, de symbole J.
2. Expression de l’énergie électrique consommée par un appareil électrique
a. Expérience
On branche une lampe qui porte les indications (220V ; 75W)
à une prise de courant reliée à un compteur électrique, et on
mesure la durée de fonctionnement de la lampe ainsi que
l’energie électrique consommé.
La puissance nominale de la lampe P (W)
75
75
75
75
La durée de fonctionnement t (h)
0.25
0.5
0.75
1
L’énergie consommée E (Wh)
18.75
37.5
56.25
75
Le produit P.t
18.75
37.5
56.25
75
b. Observation
Nous remarquons que l’énergie E consommée par la lampe est égale au produit de sa
puissance P et la durée t de son fonctionnement.
Conclusion
L’énergie électrique E consommée pendant une durée t par un appareil de puissance nominale
P est donnée par la relation :
Remarque
Dans la vie courante on utilise une autre unité pour l'énergie électrique, plus facile à utiliser le
wattheure « Wh » si la puissance en watt « W » et le temps en heure « h ».
Exercice d’application 1
Un four élctrique de puissance P=2.5KW a fonctionné pendant une durée t=45 min .
Calculer l’energie électrique consommée par le four en Wh puis en J
Solution :
P=2.5KW =2.5 x1000 W =2500 W
et
t =45 min =45 ÷60 h = 0.75 h
Donc E= P x t = 2500W x 0.75h =1875 Wh
E= 1875 Wh *3600 =6750000 J
II.
L’énergie électrique consommée par un appareil de chauffage
Un appareil de chauffage est un appareil constitué d’un conducteur ohmique de résistance R
qui transforme l’énergie électrique E consommée en énergie thermique.
On sait que : E= P x t
Et P = R x I2
Donc
Exercice d’application 2
Solution :
E= R x I2 x t = 20Ω x 112 A x 2h =4840 Wh
III.
L’énergie électrique consommée dans une installation domestique :
L’énergie électrique consommée dans une installation électrique domestique pendant une
durée donnée est égale à la somme des énergies consommées par chaque appareil, elle est
mesurée à l’aide d’un compteur électrique.
𝑬𝒕=𝑬𝟏+𝑬𝟐+ 𝑬𝟑+⋯
1. Description d’un compteur électrique.
Sur chaque compteur on trouve une constante C dite constante du compteur, qui
s’exprime en Wattheure par tour ( Wh/tr ). elle nous donne la valeur d’énergie
consommée pendant un tour complet du disque du compteur.
Exercice d’application 3
Exercice d’application 4
On fonction les appareilles suivantes pendant 30 min

Chauffe eau électrique (220 V; 2000 W)

Fer à repasser ‫( مكواة‬222 V; 800 V)

4 Lampes identiques (220 V ; 100 W )
1.Calculer l’énergie électrique consommée par chaque appareil et l’ énergie totale
Solution
1.
2. Analyse de la facture de la consommation d’électricité :
Une facture d'électricité se décompose en plusieurs rubriques comprenant l'ensemble des
informations relatives à la facturation. Le montant total est ainsi détaillé : abonnement, prix
unitaire du kWh, consommation réelle ou estimée, taxes.
Pour lire une facture d’électricité, on suit les étapes suivantes :
On calcule l’énergie électrique consommée en kWh qui correspond à la différence
entre l’index à la date de la facture (nouvel index) et l’index de la facture précédente
(ancien index).
On calcule le prix de l’énergie consommée en multipliant cette énergie par le prix d’un
kilowattheure pratiqué par le fournisseur d’électricité.
On calcule le montant total en ajoutant les taxes appliquées au prix de l’énergie
consommée.
Exemple
Exercice d’application 5
Dans une installation domestique, l’ancien index du compteur indique : 003467 ; après un
mois de consommation le nouveau index indique : 003582 ; l’unité d’énergie électrique utilisé
par le compteur est le KWh ;
1. Calculer l’énergie électrique consommée par l’installation durant un mois ?
2. On allume une seule lampe de puissance nominale P = 100 W pendant 30 minutes ;
Calculer E : l’énergie électrique consommée par cette lampe ?
3. Sachant que le nombre de tour effectué par le disque est 12,5 tours calculer C constante du
compteur
solution
1.On sait que E = (nouveau index) – (ancien index) et comme l’unité utilisée est le KWh donc
E = 003582 - 003467 alors E = 115 KWh
2. On sait que P = 100 W et t = 30 minutes ; on la convertie en heure (h) , donc t = 0,5 h
On appliquant la relation E = P x t on obtient E = 100 W x 0,5 h d’où E = 50 Wh
3.Sachant que le nombre de tour effectué par le disque est n =12,5 tours
On appliquant la relation E = C x n on obtient C = E / n ; C 50 Wh / 12,5 tr d’où C = 4 Wh/tr.