Électrotechnique BMT & UFC › Bases de l’électricité

Puissance et énergie électriques

Séparer des charges nécessite une force. Une fois la charge séparée, l’énergie électrique du système a augmenté. Le processus de séparation des charges correspond à une puissance électrique qui a provoqué la variation d’énergie. Pour la séparation des charges, on a :

\[ \begin{gathered} P_{\mathrm{el}}(t) = U(t) \cdot I(t) \\[6pt] P_{\mathrm{el}}(t) = \frac{dW_{\mathrm{el}}(t)}{dt} \\[6pt] W_{\mathrm{el}}(t) = W_0 + \int P_{\mathrm{el}}(t)\,dt \\[6pt] \text{Cas particulier } P(t) = \text{constante et } W_0 = 0\text{ :} \\[6pt] W_{\mathrm{el}}(t) = P_{\mathrm{el}}(t) \cdot t = U(t) \cdot I(t) \cdot t \\[6pt] \text{Avec } I(t) = \frac{Q(t)}{t} \\[6pt] W_{\mathrm{el}}(t) = Q(t) \cdot U(t) \end{gathered} \]

L’intégration est l’opération inverse de la dérivation. L’énergie après la séparation des charges correspond donc à l’intégrale de la puissance dans le temps. Nous pouvons aussi décrire l’énergie comme le produit de la tension et de la charge.

Nous calculons donc la puissance électrique comme tension fois courant. L’énergie est l’intégrale de la puissance dans le temps. Nous produisons un effet lorsque la puissance électrique sert à convertir de l’énergie électrique, par exemple, en énergie cinétique. En électrotechnique, il n’y a de puissance que si une tension et un courant sont présents simultanément.

Une tension est toujours présente à une prise. Une batterie pleine a aussi toujours une tension à ses bornes. Tant que nous ne branchons pas de charge traversée par un courant, la puissance est nulle. Ce n’est que lorsqu’on branche par exemple une LED sur la batterie qu’un courant traverse la LED. Tension et courant, et donc puissance, sont alors présents en même temps. L’énergie électrique est maintenant convertie en énergie lumineuse. La variation d’énergie par unité de temps correspond à la puissance.

Une tension sans courant est comme une pierre posée sur une table et immobile. Elle est attirée par la Terre, une force s’exerce donc sur elle. Mais il ne se passe rien. Ce n’est que lorsque nous retirons la table et que force et mouvement sont présents simultanément que les énergies du système changent.

Pour aller plus loin

Leifi-Physik (en allemand)