Puissance nominale

Définition des puissances

Les indices de puissance sont ce que nous voyons sur nos appareils électroménagers, définissant la quantité d'énergie transférée depuis le secteur pour alimenter l'appareil. La puissance nominale aide les consommateurs à choisir entre différents appareils en fonction de leur consommation d'énergie. Elle indique également la puissance maximale à laquelle l'appareil peut fonctionner en toute sécurité, ce que le câble et la prise doivent également pouvoir supporter.

Toute l'énergie électrique transférée dans un appareil n'est pas convertie en travail utile. Une partie de l'énergie est presque toujours convertie en énergie thermique ou en une autre forme de déchet dans les appareils électriques. Le rendement de l'appareil nous indique quelle part de l' énergie entrante est convertie en travail utile. Nous parlerons plus en détail du terme rendement et de sa signification dans une section ultérieure.

Formule d'évaluation de la puissance

La formule de lapuissance électrique nominale dans un circuit peut être calculée à l'aide de la formule :

$P=VI$

ou en d'autres termes :

$Power=Electricpotential\times Current$

Où$P$est la puissance en watts$\left(\mathrm{W}\right)$,$V$est la différence de potentiel en volts$\left(\mathrm{V}\right)$entre les points de transfert d'énergie et$I$est le courant en ampères$\left(\mathrm{A}\right)$. Par conséquent, 1 watt de puissance électrique peut être défini comme l'énergie transférée lorsqu'un courant de$1\mathrm{A}$circule à travers une différence de potentiel de$1\mathrm{V}$.

Il existe également une autre méthode pour calculer la puissance nominale d'un appareil. Elle peut également être calculée en utilisant le travail effectué ou l'énergie transférée par un appareil dans un temps donné .

$P=\frac{W(\mathrm{or}E)}{t}$

ou en mots,

$Power=\frac{workdone}{Timetaken}$

Ici$W$est le travail effectué ou$E$l'énergie transférée en joules, et$t$est le temps en secondes. L'unité de mesure de la puissance est le watt. Pour les appareils qui consomment des valeurs de puissance plus élevées, on utilise les kilowatts$({10}^3\mathrm{watts})$ou mégawatts$({10}^6\mathrm{watts})$.

D'après les équations ci-dessus, nous pouvons voir que la puissance consommée par un appareil dépend de l'énergie totale transférée et de la durée pendant laquelle l'appareil est en marche. L'équation ci-dessus peut être réarrangée pour obtenir l'énergie consommée par un appareil. Une autre façon de calculer le taux de transfert d'énergie à un appareil consiste à mesurer le nombre de coulombs de charge qui passent à travers une différence de potentiel donnée. Ce résultat est donné par :

$E=QV$

ou en d'autres termes,

$\mathrm{energy}\mathrm{transferred}=\mathrm{charge}\mathrm{flow}\times \mathrm{potential}\mathrm{difference}$

où$Q$est la charge en coulombs$\left(\mathrm{C}\right)$et$V$est la différence de potentiel en volts$\left(\mathrm{V}\right)$. Voyons maintenant le rendement ; cela ne t'aidera pas seulement pour tes GCSE, mais aussi lorsque tu achèteras un nouvel appareil électrique.

Puissance nominale des appareils

Lorsque tu mets un appareil électrique en marche, il est conçu pour convertir l'électricité en un travail utile, quel qu'il soit. Au cours de cette conversion, une certaine quantité d'énergie est toujours perdue, généralement sous forme de chaleur ou de bruit. Un appareil efficace est un appareil qui minimise cette perte d'énergie. Ainsi, si nous avons deux appareils ayant la même consommation d'énergie, l'examen de leur efficacité te permet de savoir quelle part de l'énergie consommée est convertie en travail utile. L'efficacité peut être calculée comme suit.

$\mathrm{efficiency}=\frac{\mathrm{useful}\mathrm{output}\mathrm{work}}{\mathrm{total}\mathrm{input}\mathrm{energy}\mathrm{transfer}}$

Elle peut également être calculée comme suit

$\mathrm{efficiency}=\frac{\mathrm{useful}\mathrm{power}\mathrm{output}}{\mathrm{total}\mathrm{power}\mathrm{input}}$

Le calcul de l'efficacité te donnera une valeur décimale inférieure ou égale à un - une façon utile de représenter cela est d'utiliser un pourcentage. Lorsque tu multiplies l'efficacité par$100\%$on obtient ce qu'on appelle un pourcentage d'efficacité. Un appareil théorique ayant un rendement de$100\%$convertit toute la puissance fournie en puissance utile. Un pourcentage de rendement de$20\%$signifie que l'appareil ne convertit que$20\%$de la puissance fournie en puissance utile ou en travail.

Travaillons maintenant sur quelques exemples pour mettre en pratique ce que nous venons d'apprendre.

Exemples de puissance

Puissance nominale de la résistance

Lesdifférentes résistances ont des puissances nominales différentes, qui définissent la puissance maximale qui peut passer à travers la résistance sans l'endommager.

Chaque résistance a une puissance nominale spécifique. Une résistance s'échauffe lorsqu'elle entrave la circulation du courant à travers elle. Ainsi, si une résistance a une puissance nominale maximale, c'est pour l'empêcher de chauffer au-delà de la limite de la chaleur qu'elle peut dissiper. La puissance nominale de la résistance est généralement mesurée en watts.