La capacité du corps à produire du travail s'appelle énergie corporelle. Ainsi, la mesure de la quantité d’énergie est le travail. Plus l'énergie du corps est grande bon travail peut produire ce corps lors de son mouvement. L'énergie ne disparaît pas, mais passe d'une forme à une autre. Par exemple, dans un générateur, l’énergie mécanique est convertie en énergie électrique, et dans un moteur, l’énergie électrique est convertie en énergie mécanique. Cependant, toute l’énergie n’est pas utile, c’est-à-dire une partie est consacrée à surmonter la résistance interne de la source et des fils.

Emploi courant électrique est numériquement égal au produit de la tension, du courant dans le circuit et du temps qu'il passe. L'unité de mesure est le Joule.

Un instrument de mesure électrique est utilisé pour mesurer le travail ou l'énergie d'un courant électrique - compteur d'énergie électrique.

L'énergie électrique, en plus des joules, se mesure en wattheures ou kilowattheures:

1 Wh = 3 600 J, 1 kWh = 1 000 Wh.

Puissance électrique – est le travail produit (ou consommé) par unité de temps. L'unité de mesure est le Watt.

Pour mesurer la puissance du courant électrique, un appareil de mesure électrique est utilisé - wattmètre.

Les multiples unités de puissance sont le kilowatt ou le mégawatt :

1 kW = 1 000 W, 1 MW = 1 000 000 W.

Dans le tableau 1 montre la puissance d'un certain nombre d'appareils.

Tableau 1

Nom de l'appareil	Puissance de l'appareil, kW
Lampe de poche
Réfrigérateur domestique
Lampes d'éclairage (ménage)
Fer électrique
Machine à laver
Cuisinière électrique	0,6; 0,8; 1; 1,25
Aspirateur électrique
Lampes dans les étoiles des tours du Kremlin
Moteur de locomotive électrique VL10
Moteur électrique de laminoir
Hydrogénérateur de la centrale hydroélectrique de Bratsk
Turbogénérateur	50 000 − 1 200 000

Les relations entre puissance, courant, tension et résistance sont représentées sur la figure. 1.

P U

Je R

R·I

Riz. 1

Le taux auquel l'énergie mécanique ou autre est convertie en énergie électrique au niveau d'une source est appelé source d'énergie:

Où W Et – Énergie électrique source.

La vitesse à laquelle l'énergie électrique est convertie dans le récepteur en d'autres types d'énergie, notamment en énergie thermique, est appelée puissance du récepteur:

La puissance qui détermine la consommation d'énergie involontaire, par exemple pour les pertes de chaleur dans une source ou dans des conducteurs, est appelée perte de puissance :

Selon la loi de conservation de l'énergie, la puissance de la source est égale à la somme de la puissance des consommateurs et des pertes :

Cette expression représente équilibre des pouvoirs.

L'efficacité du transfert d'énergie de la source au récepteur est caractérisée par le coefficient de performance (COP) de la source :

Où R. 1 ou R. est – puissance fournie par la source d'énergie au circuit externe ;

R. 2 – puissance reçue de l’extérieur ou puissance consommée ;

∆P. ou R. 0 (R. vn ) – puissance dépensée pour compenser les pertes dans la source ou le récepteur d’énergie.

Le courant électrique est le mouvement dirigé de particules chargées électriquement. Lorsque des particules en mouvement entrent en collision avec des molécules et des ions d'une substance, l'énergie cinétique des particules en mouvement est transférée aux ions et aux molécules, entraînant un échauffement du conducteur. Ainsi, l'énergie électrique est convertie en énergie thermique.

En 1844, l'académicien russe E.H. Lenz et des scientifiques anglais Joulem simultanément et indépendamment les uns des autres, une loi a été découverte qui décrit l'effet thermique du courant.

Loi Joule-Lenz : Lorsqu'un courant électrique traverse un conducteur, la quantité de chaleur générée par le conducteur est directement proportionnelle au carré du courant, à la résistance du conducteur et au temps pendant lequel le courant électrique traverse le conducteur :

OùQ– quantité de chaleur, J,je– l'intensité du courant, A ;R.– résistance du conducteur, Ohm ;t– temps pendant lequel le courant électrique a circulé dans le conducteur, s.

La loi Joule-Lenz est utilisée pour calculer les conditions thermiques des sources d'électricité, des lignes électriques, des consommateurs et d'autres éléments du circuit électrique. La conversion de l’électricité en chaleur revêt une très grande importance pratique. Dans le même temps, l'effet thermique s'avère dans de nombreux cas nocif (Fig. 2).

Travail du courant électrique

Attaché au circuit illustré à la figure 1 est pression constante U.

U = φA – φB

Pendant t quantité d'électricité qui circule dans le circuit Q. Les forces du champ électrique agissant le long du conducteur ont transféré la charge pendant ce temps Q du point UN exactement B. Le travail des forces du champ électrique ou, ce qui revient au même, le travail du courant électrique peut être calculé à l'aide de la formule :

UN = Q × ( φA – φB) = Q × U,

Parce que Q = je × t, enfin:

UN= U × je × t,

Où UN– travail en joules ; je– courant en ampères ; t– temps en secondes ; U– tension en volts.

D'après la loi d'Ohm U = je × r. Par conséquent, la formule de travail peut s’écrire ainsi :

UN = je 2× r × t.

Puissance électrique

Le travail effectué par unité de temps est appelé puissance et est désigné par la lettre P..

De cette formule nous avons :

UN = P. × t.

Unité de puissance:

1 (J/sec) est autrement appelé un watt (W). En substituant l'expression du travail du courant électrique dans la formule de puissance, nous avons :

P. = U × je(W).

La formule de la puissance électrique peut également être exprimée en termes de consommation de courant et de résistance du consommateur :

En plus du watt, des unités de mesure de puissance électrique plus grandes sont utilisées dans la pratique. Pouvoir électrique mesuré en :

100 W = 1 hectowatt (gW) ;
1 000 W = 1 kilowatt (kW) ;
1 000 000 W = 1 mégawatt (MW).

La puissance électrique est mesurée par un appareil spécial - un wattmètre. Le wattmètre comporte deux enroulements (bobines) : série et parallèle. La bobine série est une bobine de courant et est connectée en série avec la charge dans la section du circuit où les mesures sont effectuées, et la bobine parallèle est une bobine de tension et, par conséquent, elle est connectée en parallèle à cette charge. Le principe de fonctionnement d'un wattmètre repose sur l'interaction de deux flux magnétiques créés par le courant circulant dans l'enroulement d'une bobine mobile (bobine de courant) et le courant traversant une bobine fixe (bobine de tension). Lorsque le courant mesuré traverse les enroulements des bobines mobiles et fixes, deux champs magnétiques se forment, pendant l'interaction desquels la bobine mobile a tendance à se positionner de manière à ce que sa direction champ magnétique coïncidait avec la direction du champ magnétique de la bobine stationnaire. Le couple est contrecarré par le couple créé par les ressorts hélicoïdaux, à travers lesquels le courant mesuré est conduit dans la bobine mobile. Le moment antagoniste des ressorts est directement proportionnel à l’angle de rotation de la bobine. Une flèche montée sur une bobine mobile indique la valeur de la grandeur mesurée. Le schéma de connexion du wattmètre est illustré à la figure 2.

Si vous décidez de mesurer la consommation électrique de n'importe quelle charge dont vous disposez et que vous n'avez pas de wattmètre, vous pouvez « fabriquer » un wattmètre de vos propres mains. De la formule P. = je × U On peut voir que la puissance consommée dans le réseau peut être déterminée en multipliant le courant par la tension. Par conséquent, pour déterminer la puissance consommée sur le réseau, deux instruments doivent être utilisés, un voltmètre et un ampèremètre. Après avoir mesuré la consommation de courant avec un ampèremètre et la tension du réseau d'alimentation avec un voltmètre, il est nécessaire de multiplier la lecture de l'ampèremètre par la lecture du voltmètre.

Ainsi, par exemple, la puissance consommée par la résistance r, avec un ampèremètre de 3 A et un voltmètre de 220 V, ce sera :

P. = je × U= 3 × 220 = 660 W.

Pour les mesures pratiques du travail électrique (énergie), le joule est une unité trop petite.

Si le temps t en remplaçant non pas en secondes, mais en heures, nous obtenons des unités d'énergie électrique plus grandes :

1 J = 1 W × seconde ;
1 W × h = 3 600 watts × secondes = 3 600 J ;
100 W × h = 1 hectowatt × heure (gW × h) ;
1 000 W × h = 1 kilowatt × heure (kW × h).

L'énergie électrique est mesurée par des compteurs d'énergie électrique.

Vidéo 1. Fonctionnement et puissance du courant électrique

Vidéo 2. Un peu plus sur le pouvoir

Exemple 1. Déterminez la puissance consommée par le moteur électrique si le courant dans le circuit est de 8 A et que le moteur est connecté à un réseau 220 V.

P. = je × U= 8 × 220 = 1 760 W = 17,6 GW = 1,76 kW.

Exemple 2. Quelle est la puissance consommée par une cuisinière électrique si la cuisinière tire un courant de 5 A du réseau et que la résistance de la bobine du poêle est de 24 ohms ?

P. = je 2× r= 25 × 24 = 600 W = 6 gW = 0,6 kW.

Lors de la conversion de la puissance mécanique en puissance électrique et vice versa, il ne faut pas oublier que
1 puissance (ch) = 736 W ;
1 kilowatt (kW) = 1,36 litre. Avec.

Exemple 3. Déterminez l’énergie consommée par une cuisinière électrique de 600 W sur 5 heures.

UN = P. × t= 600 × 5 = 3 000 W × h = 30 gW × h = 3 kW × h

Exemple 4. Déterminer le coût d'en brûler douze lampes électriques dans un délai d'un mois (30 jours), si quatre d'entre elles, de 60 W chacune, brûlent 6 heures par jour, et que les huit lampes restantes, de 25 W chacune, brûlent 4 heures par jour. Prix ​​​​de l'énergie (tarif) 2,5 roubles pour 1 kW × h.

Puissance de quatre lampes de 60 W chacune.

P.= 60 × 4 = 240 W.

t= 6 × 30 = 180 heures.

UN = P. × t= 240 × 180 = 43 200 W × h = 43,2 kW × h.

La puissance des huit lampes restantes est de 25 W chacune.

P.= 25 × 8 = 200 W.

Nombre d'heures de fonctionnement de ces lampes par mois :

t= 4 × 30 = 120 heures.

Énergie consommée par ces lampes :

UN = P. × t= 200 × 120 = 24 000 W × h = 24 kW × h.

Quantité totale d'énergie consommée :

43,2 + 24 = 67,2 kW × h

Coût de toute l’énergie consommée :

67,2 × 2,5 = 168 roubles.

Le travail effectué par un courant électrique montre la quantité de travail effectuée par le champ électrique lors du déplacement de charges le long d'un conducteur.

Connaître deux formules :

je = q/t..... Et..... U = A/q
Vous pouvez dériver une formule pour calculer le travail du courant électrique :

Le travail d’un courant électrique est égal au produit de l’intensité du courant par la tension et la durée pendant laquelle le courant circule dans le circuit.

Unité de mesure du travail du courant électrique dans le système SI :

[A] = 1 J = 1A.B.c

APPRENEZ-LE, CELA SERA UTILE

Lors du calcul du travail du courant électrique, il est souvent utilisé
Unité multiple de courant électrique hors système : 1 kWh (kilowattheure).

INTÉRESSANT

À une certaine époque, J. Watt a proposé une unité telle que le « cheval-vapeur » comme unité de puissance. Cette unité de mesure a survécu jusqu'à ce jour. Mais en Angleterre, en 1882, la British Association of Engineers décide d'attribuer le nom de J. Watt à une unité de puissance. Désormais, le nom de James Watt peut être lu sur n'importe quelle ampoule.
C’était la première fois dans l’histoire de la technologie qu’une unité de mesure recevait son propre nom.
De cet incident est née la tradition consistant à attribuer des noms propres aux unités de mesure.

Ils disent ça...
Un brasseur a acheté une des machines à vapeur de Watt pour remplacer le cheval qui entraînait la pompe à eau. Au moment de choisir puissance requise de la machine à vapeur, le brasseur définissait la force de travail du cheval comme huit heures de travail non-stop jusqu'à ce que le cheval soit complètement épuisé. Le calcul a montré que chaque seconde, le cheval soulevait 75 kg d'eau jusqu'à une hauteur de 1 mètre, ce qui était considéré comme une unité de puissance de 1 cheval-vapeur.

SAVEZ-VOUS

Le courant circulant dans les bobines des lampes électriques les chauffe à très haute température.
Par conséquent, pour que les spirales durent plus longtemps, elles sont enfermées dans des cylindres de verre remplis de lampes à gaz inerte à haute puissance.

Dans les cylindres de lampes de faible puissance (jusqu'à 40 W), il y a un vide. Pour que la lampe fonctionne plus longtemps, la température du filament de ces lampes est plus basse et la lumière a une teinte jaune.

L'électricité atmosphérique est dangereuse car elle se manifeste sous la forme de décharges linéaires (foudres), qui se produisent sur notre planète environ 100 fois par seconde. Atmosphérique charges électriques peut avoir une tension allant jusqu'à 1 milliard de volts et le courant de foudre peut atteindre 200 000 ampères. La durée de vie d'un éclair est estimée entre 0,1 et 1 seconde.
La température atteint 6 à 10 000 degrés Celsius.
Et si nous supposons que l'énergie électrique d'un éclair peut être de 2 500 kW/heure et qu'une famille de trois personnes consomme 250 kW/heure d'électricité par mois, alors l'énergie d'un éclair serait suffisante pour satisfaire les besoins de cette famille. pendant 10 mois.

POUVEZ-VOUS DÉCIDER

Deux lampes électriques d'une puissance de 40 et 100 W sont conçues pour la même tension.
Comparez les résistances des filaments des deux lampes.

La pièce est éclairée par 40 lampes électriques provenant d'une lampe de poche, connectées en série et alimentées par le réseau de la ville. Après qu'une lampe ait grillé, les 39 autres ont été à nouveau connectées en série et branchées sur le réseau.
Quand la pièce était-elle plus lumineuse : avec 40 ou 39 lampes ?

Des fils de cuivre et de fer connectés en série de même longueur et section transversale sont connectés à la batterie. Lequel se démarquera ? grande quantité chauffer dans le même laps de temps ?

Deux conducteurs de longueurs différentes, mais de même section et de même matériau, sont connectés parallèlement l'un à l'autre dans un circuit de courant électrique. Lequel dégagera le plus de chaleur ?

La puissance de l'appareil est-elle calculée ? Ou peut-être que ce dernier peut être mesuré ? Et comment appliquer les connaissances acquises lors de la résolution de problèmes ?

De telles questions se posent à de nombreux élèves de huitième année lorsqu'ils étudient le thème « Électricité ». La réponse est assez simple. Et vous n’aurez pas à mémoriser les formules pendant longtemps. Parce qu’ils sont très similaires les uns aux autres ou utilisent ceux qui ont déjà été étudiés auparavant.

Première quantité : travaux en cours

Nous devons d’abord nous mettre d’accord sur la notation. Parce qu'il peut y avoir des différences entre eux.

Chacun crée un champ électrique qui provoque le déplacement des électrons libres. Autrement dit, un courant apparaît. À ce moment-là, on dit que le champ électrique fonctionne. C’est ce qu’on appelle communément les travaux actuels.

Le champ électrique créé par une source de courant est caractérisé par la tension. Cela affecte la quantité de travail effectué par un courant électrique lors du déplacement d’une charge unitaire. Par conséquent, une formule pour la tension est introduite :

Il est facile d’en déduire la formule de travail :

Il convient maintenant de rappeler l’égalité introduite pour la force actuelle. Il est égal au rapport de la charge transférée au temps de son mouvement :

Donc q = I * t. Remplacer la lettre q dans la formule pour fonctionner dernière expression, on obtient la formule suivante :

Il s'agit d'une forme générale d'égalité par laquelle le travail d'un courant électrique peut être calculé. La formule changera légèrement si la loi d'Ohm est appliquée. Selon lui, la tension est égale au produit du courant et de la résistance. Alors l’égalité suivante sera vraie :

A = je 2 * R * t.

Vous pouvez remplacer non pas la tension, mais le courant. Il est égal au quotient de U et R. La formule de travail ressemblera alors à ceci :

A = (U2 * t)/R.

Deuxième grandeur : puissance actuelle

La formule générale est la même qu’en mécanique. Autrement dit, il est défini comme le travail effectué par unité de temps.

Cela montre que le travail et la puissance du courant électrique sont interconnectés. Pour obtenir une égalité plus précise, vous devrez remplacer le numérateur par formule générale pour le travail. Ensuite, il devient clair comment déterminer la puissance, connaissant l'intensité du courant et la tension du circuit.

De plus, la puissance peut être mesurée. Il existe à cet effet un appareil spécial appelé wattmètre.

Loi Joule-Lenz

Le phénomène d'échauffement des conducteurs a été découvert par le scientifique français A. Fourquois. Cela s'est produit en 1880. 41 ans plus tard, il fut décrit par le physicien anglais J.P. Joule et un an plus tard confirmé expérimentalement par le physicien russe E.H. Lenz. C'est par les noms des deux derniers scientifiques qu'ils ont commencé à appeler le modèle découvert.

Cela implique deux grandeurs : la quantité de chaleur et le travail du courant électrique. La loi Joule-Lenz stipule que tout le travail dans un conducteur fixe sert à le chauffer. Autrement dit, un conducteur transportant du courant émet une quantité de chaleur égale au produit de sa résistance, du temps et du carré du courant. La formule ressemble à celle donnée pour travailler :

Q = Je 2 * R * t.

Tâche de définition de travail

Condition. La résistance d'une ampoule de lampe de poche est de 14 ohms. La tension fournie par la batterie est de 3,5 V. Quel sera le travail effectué par le courant si la lampe de poche fonctionnait pendant 2 minutes ?

Solution. La tension, la résistance et le temps étant connus, il faut utiliser la formule suivante : A = (U 2 * t)/R. Vous devez d’abord convertir le temps en unités SI, c’est-à-dire en secondes. Ainsi, vous devez remplacer non pas 2 minutes, mais 120 secondes dans la formule.

Des calculs simples conduisent à la valeur suivante pour les travaux en cours : 105 J.

Répondre. L'ouvrage est de 105 J.

Problème de détermination de la puissance

Condition. Il est nécessaire de déterminer à quoi sont égaux le travail et la puissance du courant électrique dans l'enroulement du moteur électrique. On sait que l'intensité du courant y est de 90 A à une tension de 450 V. Le moteur électrique reste allumé pendant une heure.

Après avoir remplacé les valeurs et effectué des opérations arithmétiques simples, la valeur de travail suivante est obtenue : 145800000 J. Il est plus pratique de l'écrire dans la réponse en unités plus grandes. Par exemple, les mégajoules. Pour ce faire, le résultat doit être divisé par un million. Le travail s'avère être de 145,8 MJ.

Vous devez maintenant calculer la puissance du moteur électrique. Les calculs seront effectués selon la formule : P = U * I. Après multiplication, le nombre obtenu est : 40500 W. Pour l'écrire en kilowatts, vous devez diviser le résultat par mille.

Répondre. A = 145,8 MJ, P = 40,5 kW.

Problème de calcul de tension

Condition. La cuisinière électrique est branchée depuis 20 minutes. Quelle est la tension dans le réseau si, à un courant de 4 A, le travail est égal à 480 kJ ?

Solution. Puisque le travail et l'intensité du courant sont connus, vous devez utiliser la formule suivante : A = U * I * t. Ici, la tension est un facteur inconnu. Il doit être calculé comme le quotient du produit et d'un facteur connu, soit : U = A / (I * t).

Avant d'effectuer des calculs, vous devez convertir les valeurs en unités SI. A savoir, le travail en Joules et le temps en secondes. Ce sera 480 000 J et 1 200 s. Il ne reste plus qu'à tout compter.

Répondre. La tension est de 100 V.

Travail actuel

Le travail effectué par un champ électrique pour déplacer les charges libres dans un conducteur est appelé travail du courant. Lorsqu'une charge q se déplace le long d'un conducteur, le champ fonctionne A = qU (voir § 53), où U est la différence de potentiel aux extrémités du conducteur. Puisque q = It, le travail effectué par le courant peut s'écrire

Loi Joule-Lenz

Considérons le cas pratiquement important où l'effet principal du courant est l'effet thermique. Dans ce cas, selon la loi de conservation de l'énergie, la quantité de chaleur dégagée dans le conducteur est égale au travail effectué par le courant : Q = A. Donc

1. Prouver que la quantité de chaleur Q libérée dans un conducteur avec du courant est également exprimée par les formules

Q = Je 2 Rt, (2)
Q = (U2/R)t. (3)

Indice. Utilisez la formule (1) et la loi d'Ohm pour la section de chaîne.

Nous avons dérivé les formules (1) – (3) en utilisant la loi de conservation de l'énergie, mais historiquement, la relation Q = I 2 Rt a été établie expérimentalement indépendamment par le scientifique russe Emilius Christianovich Lenz et le scientifique anglais J. Joule plusieurs années avant la découverte. de la loi de conservation de l'énergie.
Loi Joule-Lenz : la quantité de chaleur dégagée pendant le temps t dans un conducteur de résistance R dont l'intensité du courant est égale à I, est exprimée par la formule

Application de la loi Joule – Lenz aux conducteurs connectés en série et en parallèle

Voyons dans quels cas il est plus pratique d'utiliser la formule (2) pour comparer la quantité de chaleur dégagée dans les conducteurs, et dans quels cas il est plus pratique d'utiliser la formule (3).

La formule Q = I 2 Rt est pratique à utiliser lorsque l'intensité du courant dans les conducteurs est la même, c'est-à-dire lorsqu'ils sont connectés en série (Fig. 58.1).

De cette formule il ressort clairement que lorsque connexion série conducteurs, plus de chaleur est dégagée dans le conducteur dont la résistance est la plus grande. Où

Q 1 /Q 2 = R 1 /R 2.

La formule Q = (U 2 /R)t est pratique à utiliser lorsque la tension aux extrémités des conducteurs est la même, c'est-à-dire lorsqu'ils sont connectés en parallèle (Fig. 58.2).

De cette formule il ressort clairement que lorsque connexion parallèle conducteurs, une plus grande quantité de chaleur est dégagée dans un conducteur dont la résistance est plus faible. Où

Q 1 /Q 2 = R 2 /R 1.

2. Avec une connexion en série, 3 fois plus de chaleur était dégagée dans le premier conducteur que dans le second. Dans quel conducteur la plus grande quantité de chaleur sera-t-elle libérée lorsqu'ils sont connectés en parallèle ? Combien de fois plus ?

3. Il y a deux conducteurs avec une résistance R 1 = 1 Ohm et R 2 = 2 Ohm. Ils sont connectés à une source de tension de 6 V. Quelle quantité de chaleur sera dégagée en 10 s si :
a) connecter uniquement le premier conducteur ?
b) connecter uniquement le deuxième conducteur ?
c) connecter les deux conducteurs en série ?
d) connecter les deux conducteurs en parallèle ?
e) quel est le rapport des valeurs de la quantité de chaleur Q1/Q2 si les conducteurs sont connectés en série ? Parallèle?

Mettons l'expérience
Nous connecterons deux lampes à incandescence avec des résistances de filament différentes au réseau en parallèle et en série (Fig. 58.3, a, b). Nous verrons que lors de la connexion de lampes en parallèle, une lampe brille plus fort, et lorsqu'elle est connectée en série, l'autre lampe brille plus fort.

4. Laquelle des lampes (1 ou 2) a le plus de résistance ? Expliquez votre réponse.

5. Expliquez pourquoi, lorsqu'elle est connectée en série, le filament de chaque lampe est moins incandescent que le filament de la même lampe lorsqu'elle est connectée en parallèle.

6. Pourquoi quand tu allumes la lampe réseau d'éclairage le filament devient-il chauffé à blanc, mais les fils de connexion connectés en série avec lui chauffent à peine ?

2. Puissance actuelle

La puissance actuelle P est le rapport du travail effectué par le courant A à la période de temps t pendant laquelle ce travail est effectué :

L'unité de puissance est le watt (W). La puissance actuelle est égale à W si le travail effectué par le courant en 1 s est égal à 1 J. Des unités dérivées sont souvent utilisées, par exemple le kilowatt (kW).

7. Prouver que la puissance actuelle peut être exprimée par les formules

P = UI, (5)
P = je 2 R, (6)
P = U2/R. (7)

Indice. Utilisez la formule (4) et la loi d'Ohm pour la section de la chaîne.

8. Laquelle des formules (5) à (7) est la plus pratique à utiliser pour comparer la puissance actuelle :
a) dans des conducteurs connectés en série ?
b) des conducteurs connectés en parallèle ?

9. Il existe des conducteurs avec des résistances R 1 et R 2. Expliquez pourquoi lorsque ces conducteurs sont connectés en série

P 1 / P 2 = R 1 / R 2 ,

et avec parallèle

P1 / P2 = R2 / R1 .

10. La résistance de la première résistance est de 100 Ohms et celle de la seconde de 400 Ohms. Dans quelle résistance la puissance actuelle sera-t-elle plus grande et combien de fois plus grande si elles sont connectées à un circuit avec une tension donnée :
a) séquentiellement ?
b) en parallèle ?
c) Quelle sera la puissance actuelle dans chaque résistance dans une connexion parallèle si la tension dans le circuit est de 200 V ?
d) Quelle est la puissance totale du courant dans deux résistances à la même tension de circuit si elles sont connectées en série ? parallèle?

La puissance d'un appareil électrique est la puissance actuelle de cet appareil. Ainsi, la puissance d'une bouilloire électrique est d'environ 2 kW.

Habituellement, la puissance de l'appareil est indiquée sur l'appareil lui-même.

Vous trouverez ci-dessous les valeurs de puissance approximatives de certains appareils.
Lampe de poche : environ 1 W
Lampes d'éclairage à économie d'énergie : 9-20 W
Lampes d'éclairage à incandescence : 25-150 W
Chauffage électrique : 200-1000 W
Bouilloire électrique : jusqu'à 2000 W

Tous les appareils électriques de l'appartement sont connectés en parallèle, leur tension est donc la même.

11. Une bouilloire électrique de 2 kW est connectée à un réseau 220 V.
a) Quelle est la résistance de l'élément chauffant en mode fonctionnement (lorsque la bouilloire est allumée) ?
b) Quelle est la force actuelle ?

12. Sur le socle de la première lampe, il est écrit « 40 W » et sur le socle de la seconde – « 100 W ». Ce sont les valeurs de puissance des lampes en mode fonctionnement (avec un filament chaud).
a) Quelle est la résistance du filament de chaque lampe en mode fonctionnement si la tension dans le circuit est de 220 V ?
b) Laquelle des lampes brillera le plus si ces lampes sont connectées en série et connectées au même réseau ? Cette lampe brillera-t-elle aussi fort que lorsqu'elle est connectée en parallèle ?

13. Le radiateur électrique a deux éléments chauffants résistance R 1 et R 2, et R 1 > R 2. A l'aide d'un interrupteur, les éléments chauffants peuvent être connectés au réseau individuellement, ainsi qu'en série ou en parallèle. La tension du réseau est U.
a) A quel allumage des éléments la puissance du chauffage sera-t-elle maximale ? A quoi sera-t-il égal ?
b) A quel allumage des éléments la puissance du chauffage sera-t-elle minimale (mais non égale à zéro) ? A quoi sera-t-il égal ?
c) Quel est le rapport R 1 /R 2 si la puissance maximale est 4,5 fois supérieure à la puissance minimale ?

Questions et tâches supplémentaires

14. La figure 58.4 montre schéma électrique une section d'un circuit composé de quatre résistances identiques. La tension dans tout le circuit est constante. Supposons que la dépendance à la température de la résistance puisse être négligée.

a) Quelle résistance a la tension la plus élevée ? le plus petit?
b) Quelle résistance a le courant le plus élevé ? le plus petit?
c) Dans quelle résistance est la plus grande un grand nombre de chaleur? la plus petite quantité de chaleur ?
d) Comment la quantité de chaleur générée dans chacune des résistances 2, 3, 4 changera-t-elle si la résistance 1 est court-circuitée (c'est-à-dire remplacée par un conducteur à très faible résistance) ?
e) Comment la quantité de chaleur générée dans chacune des résistances 2, 3, 4 changera-t-elle si le fil est déconnecté de la résistance 1 (c'est-à-dire remplacé par un conducteur à très haute résistance) ?