Physique-Chimie · 3ème Année Collège

الطاقة الكهربائية

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

L'énergie électrique consommée ( $E$ ) par un appareil dépend de sa puissance nominale ( $P$ ) et de sa durée de fonctionnement ( $t$ ). La relation est : $E = P \times t$

Si $P$ est en Watt ( $W$ ) et $t$ en seconde ( $s$ ), alors $E$ est en Joule ( $J$ ).
Si $P$ est en Watt ( $W$ ) et $t$ en heure ( $h$ ), alors $E$ est en Watt-heure ( $Wh$ ).
Pour les compteurs domestiques, on utilise le Kilowatt-heure ( $kWh$ ) : $1 kWh = 1000 Wh = 3,6 \times 10^6 J$ . Pour un appareil de chauffage, l'énergie électrique est totalement convertie en chaleur (Effet Joule).

Méthodes à maîtriser

Conversion d'unités : Toujours convertir $t$ en heures si on veut le résultat en $Wh$ ou $kWh$ .
Calcul de la facture : $Coût = E (en kWh) \times Prix du kWh$ .
Utilisation du compteur : L'énergie consommée est la différence entre l'index de fin et l'index de début.

Exemples corrigés

Exemple : Un fer à repasser de $1200 W$ fonctionne pendant $30 min$ . Calculer l'énergie consommée en $Wh$ . Réponse : $t = 30 min = 0,5 h$ . $E = P \times t = 1200 W \times 0,5 h = 600 Wh$ .

Erreurs fréquentes

Oublier de convertir les minutes en heures.
Confondre la puissance ( $P$ en Watt) et l'énergie ( $E$ en Joule ou $Wh$ ).
Utiliser la formule $E = P \times t$ avec des unités incompatibles (ex: $P$ en $kW$ et $t$ en $s$ ).

L'essentiel du cours

L'énergie électrique consommée ($E$) par un appareil dépend de sa puissance nominale ($P$) et de sa durée de fonctionnement ($t$). La relation est : $$E = P \times t$$

Si $P$ est en Watt ($W$) et $t$ en seconde ($s$), alors $E$ est en Joule ($J$).
Si $P$ est en Watt ($W$) et $t$ en heure ($h$), alors $E$ est en Watt-heure ($Wh$).
Pour les compteurs domestiques, on utilise le Kilowatt-heure ($kWh$) : $1 kWh = 1000 Wh = 3,6 \times 10^6 J$. Pour un appareil de chauffage, l'énergie électrique est totalement convertie en chaleur (Effet Joule).

Méthodes à maîtriser

Conversion d'unités : Toujours convertir $t$ en heures si on veut le résultat en $Wh$ ou $kWh$.
Calcul de la facture : $Coût = E (en kWh) \times Prix du kWh$.
Utilisation du compteur : L'énergie consommée est la différence entre l'index de fin et l'index de début.

Exemples corrigés

Exemple : Un fer à repasser de $1200 W$ fonctionne pendant $30 min$. Calculer l'énergie consommée en $Wh$. Réponse : $t = 30 min = 0,5 h$. $E = P \times t = 1200 W \times 0,5 h = 600 Wh$.

Erreurs fréquentes

Oublier de convertir les minutes en heures.
Confondre la puissance ($P$ en Watt) et l'énergie ($E$ en Joule ou $Wh$).
Utiliser la formule $E = P \times t$ avec des unités incompatibles (ex: $P$ en $kW$ et $t$ en $s$).

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

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🎯 الطاقة الكهربائية

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Quelle est l'unité de l'énergie électrique dans le système international ?

❓ Questions fréquentes

Est-ce que le compteur électrique mesure la puissance ?

Non, il mesure l'énergie électrique consommée au fil du temps.

💡 À retenir : Le compteur est un intégrateur d'énergie.

Comment convertir 2 kWh en Joules ?

On sait que $1 kWh = 3,6 \times 10^6 J$ .
On multiplie par 2 : $2 \times 3,6 \times 10^6 = 7,2 \times 10^6 J$ .

💡 À retenir : Utilise toujours le facteur de conversion $3,6 \times 10^6$ .

On sait que $1 kWh = 3,6 \times 10^6 J$.
On multiplie par 2 : $2 \times 3,6 \times 10^6 = 7,2 \times 10^6 J$.

💡 À retenir : Utilise toujours le facteur de conversion $3,6 \times 10^6$.

Kifach n7seb l'energie li sthelket dar f ch'her?

Chouf l'index li kayen f l'compteur daba (index de fin).
Chouf l'index li kan ch'her li daz (index de début).
Dir l'opération : $E = Index_{fin} - Index_{début}$ .
L'résultat ghadi ykoun b $kWh$ .

💡 À retenir : L'énergie consommée est toujours la différence entre deux relevés du compteur.

Chouf l'index li kayen f l'compteur daba (index de fin).
Chouf l'index li kan ch'her li daz (index de début).
Dir l'opération : $E = Index_{fin} - Index_{début}$.
L'résultat ghadi ykoun b $kWh$.

💡 À retenir : L'énergie consommée est toujours la différence entre deux relevés du compteur.

Chno hiya l'farq bin l'puissance w l'energie?

La puissance ( $P$ ) c'est la capacité de l'appareil à travailler (ex: une lampe de 100W est plus forte qu'une de 20W).
L'énergie ( $E$ ) c'est la quantité totale consommée pendant un temps donné.

💡 À retenir : La puissance est une caractéristique de l'appareil, l'énergie dépend du temps d'utilisation.

La puissance ($P$) c'est la capacité de l'appareil à travailler (ex: une lampe de 100W est plus forte qu'une de 20W).
L'énergie ($E$) c'est la quantité totale consommée pendant un temps donné.

💡 À retenir : La puissance est une caractéristique de l'appareil, l'énergie dépend du temps d'utilisation.

Wach l'energie li kat'telle3 f l'compteur hiya b Joule?

Non, l'unité utilisée par l'ONEE sur la facture est le Kilowatt-heure ( $kWh$ ). Le Joule est l'unité internationale, mais il est trop petit pour mesurer la consommation d'une maison.

💡 À retenir : $1 kWh = 3,6 \times 10^6 J$ .

Non, l'unité utilisée par l'ONEE sur la facture est le Kilowatt-heure ($kWh$). Le Joule est l'unité internationale, mais il est trop petit pour mesurer la consommation d'une maison.

💡 À retenir : $1 kWh = 3,6 \times 10^6 J$.

Pourquoi les appareils de chauffage consomment-ils beaucoup d'énergie ?

Parce qu'ils ont une puissance élevée ( $P$ est grand) et qu'ils fonctionnent souvent pendant de longues durées ( $t$ est grand).

💡 À retenir : Plus $P$ et $t$ sont grands, plus $E$ est élevée.

Parce qu'ils ont une puissance élevée ($P$ est grand) et qu'ils fonctionnent souvent pendant de longues durées ($t$ est grand).

💡 À retenir : Plus $P$ et $t$ sont grands, plus $E$ est élevée.

Comment calculer le coût de la consommation électrique ?

Calcule l'énergie totale en $kWh$ .
Multiplie cette valeur par le prix unitaire fixé par l'agence (le prix du $kWh$ ).

💡 À retenir : $Coût = E (kWh) \times Prix (DH/kWh)$ .

Calcule l'énergie totale en $kWh$.
Multiplie cette valeur par le prix unitaire fixé par l'agence (le prix du $kWh$).

💡 À retenir : $Coût = E (kWh) \times Prix (DH/kWh)$.

Est-ce que l'énergie électrique peut se transformer en autre chose ?

Oui, elle se transforme en énergie thermique (chauffage), lumineuse (lampes), ou mécanique (moteurs).

💡 À retenir : L'énergie ne se perd pas, elle se transforme.

Chno kay'wqe3 ila khdemna bzzaf d'appareils f dqiqa wehda?

La puissance totale dépasse la puissance souscrite, ce qui fait disjoncter le compteur pour protéger l'installation.

💡 À retenir : La somme des puissances ne doit pas dépasser la puissance maximale autorisée.

Quelle est l'unité de l'énergie dans le système international ?

C'est le Joule ( $J$ ).

💡 À retenir : $1 J = 1 W \times 1 s$ .

C'est le Joule ($J$).

💡 À retenir : $1 J = 1 W \times 1 s$.

Est-ce que tous les appareils consomment la même énergie ?

Non, cela dépend de leur puissance et de leur durée d'utilisation. Un appareil puissant utilisé peu de temps peut consommer moins qu'un appareil faible utilisé longtemps.

💡 À retenir : $E = P \times t$ .

Non, cela dépend de leur puissance et de leur durée d'utilisation. Un appareil puissant utilisé peu de temps peut consommer moins qu'un appareil faible utilisé longtemps.

💡 À retenir : $E = P \times t$.

Pourquoi on utilise le kWh et pas le Wh pour les factures ?

Parce que la consommation d'une maison est très grande. Le $kWh$ permet d'avoir des chiffres plus petits et plus faciles à lire.

💡 À retenir : $1 kWh = 1000 Wh$ .

Parce que la consommation d'une maison est très grande. Le $kWh$ permet d'avoir des chiffres plus petits et plus faciles à lire.

💡 À retenir : $1 kWh = 1000 Wh$.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Un four électrique porte les indications (220V ; 2,2kW). Il fonctionne pendant 2 heures.

Calculer l'énergie consommée par le four en $kWh$ .
Calculer cette énergie en Joules.
Sachant que le prix du $kWh$ est de 1,2 DH, calculer le coût de fonctionnement.

Exercice 1

Un four électrique porte les indications (220V ; 2,2kW). Il fonctionne pendant 2 heures.

Calculer l'énergie consommée par le four en $kWh$.
Calculer cette énergie en Joules.
Sachant que le prix du $kWh$ est de 1,2 DH, calculer le coût de fonctionnement.

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 2

Une maison utilise 5 lampes de 20W chacune pendant 4 heures par jour.

Calculer la puissance totale des lampes en Watt.
Calculer l'énergie consommée par les lampes en une journée en $Wh$ .
Calculer l'énergie consommée en un mois (30 jours) en $kWh$ .

Exercice 2

Une maison utilise 5 lampes de 20W chacune pendant 4 heures par jour.

Calculer la puissance totale des lampes en Watt.
Calculer l'énergie consommée par les lampes en une journée en $Wh$.
Calculer l'énergie consommée en un mois (30 jours) en $kWh$.

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Exercice 3

Un chauffe-eau électrique de puissance $3000W$ fonctionne pendant $15$ minutes.

Calculer l'énergie consommée en $Wh$ .
Convertir cette énergie en $kWh$ .
Si on remplace ce chauffe-eau par un autre de $1500W$ fonctionnant pendant $30$ minutes, l'énergie consommée change-t-elle ? Justifier.

Exercice 3

Un chauffe-eau électrique de puissance $3000W$ fonctionne pendant $15$ minutes.

Calculer l'énergie consommée en $Wh$.
Convertir cette énergie en $kWh$.
Si on remplace ce chauffe-eau par un autre de $1500W$ fonctionnant pendant $30$ minutes, l'énergie consommée change-t-elle ? Justifier.

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