Calcul de la puissance électrique

Apprenez la formule de puissance

Nous avons vu la formule pour déterminer la puissance dans un circuit électrique :en multipliant la tension en « volts » par le courant en « ampères », on obtient une réponse en « watts ». Appliquons ceci à un exemple de circuit :

Comment utiliser la loi d'Ohm pour déterminer le courant

Dans le circuit ci-dessus, nous savons que nous avons une tension de batterie de 18 volts et une résistance de lampe de 3 Ω. En utilisant la loi d'Ohm pour déterminer le courant, nous obtenons :

Maintenant que nous connaissons le courant, nous pouvons prendre cette valeur et la multiplier par la tension pour déterminer la puissance :

Cela nous indique que la lampe dissipe (libère) 108 watts de puissance, très probablement sous forme de lumière et de chaleur.

Augmentation de la tension de la batterie

Essayons de prendre ce même circuit et d'augmenter la tension de la batterie pour voir ce qui se passe. L'intuition devrait nous dire que le courant du circuit augmentera à mesure que la tension augmente et que la résistance de la lampe reste la même. De même, la puissance augmentera également :

Maintenant, la tension de la batterie est de 36 volts au lieu de 18 volts. La lampe fournit toujours 3 Ω de résistance électrique au passage du courant. Le courant est maintenant :

Cela va de soi :si I =E/R, et que nous doublons E alors que R reste le même, le courant devrait doubler. En effet, il a :nous avons maintenant 12 ampères de courant au lieu de 6. Maintenant, qu'en est-il de la puissance ?

Qu'est-ce que l'augmentation de la tension d'une batterie fait pour alimenter ?

Remarquez que la puissance a augmenté comme nous pouvions le soupçonner, mais elle a augmenté un peu plus que le courant. Pourquoi est-ce? Parce que la puissance est une fonction de la tension multipliée par le courant, et les deux tension et courant doublés par rapport à leurs valeurs précédentes, la puissance augmentera d'un facteur 2 x 2, soit 4.

Vous pouvez le vérifier en divisant 432 watts par 108 watts et en voyant que le rapport entre eux est bien de 4. En utilisant à nouveau l'algèbre pour manipuler la formule, nous pouvons prendre notre formule de puissance d'origine et la modifier pour les applications où nous ne connaissons pas à la fois la tension et courant :Si l'on ne connaît que la tension (E) et la résistance (R) :

Si nous ne connaissons que le courant (I) et la résistance (R) :

Loi de Joule vs. La loi d'Ohm

Une note historique :c'est James Prescott Joule, et non Georg Simon Ohm, qui a le premier découvert la relation mathématique entre la dissipation de puissance et le courant à travers une résistance. Cette découverte, publiée en 1841, suivait la forme de la dernière équation (P =I ² R), et est à proprement parler la loi de Joule.

Cependant, ces équations de puissance sont si souvent associées aux équations de la loi d'Ohm concernant la tension, le courant et la résistance (E=IR ; I=E/R ; et R=E/I) qu'elles sont fréquemment attribuées à Ohm.

AVIS :

• Puissance mesurée en watts , symbolisé par la lettre « W ».
• Loi de Joule :P =I ² R; P =IE; P =E ² /R

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Feuille de travail de puissance

Essayez notre calculatrice de la loi d'Ohm dans notre section Outils.