Électricité
Un article (fourre-tout et sommaire) sur l'électricité et les notions qui gravitent autour.
Puissance
... Ainsi, par exemple, le même travail est effectué lorsqu'une charge pesante est transportée en haut d'un escalier, que le porteur le fasse en marchant ou en courant ; mais la puissance nécessaire dans ce second cas est beaucoup plus grande, car le délai d'accomplissement de ce travail est plus faible.
Pour un même travail effectué par 2 machines, la machine la plus puissante effectue ce travail dans le temps le plus court.
La puissance d'une machine est une mesure de la vitesse de cette machine pour effectuer un travail donné.
La notion de puissance inclut donc un aspect lié au temps.
L'unité de puissance est le watt, qui correspond à un joule par seconde. Et le joule est l'unité qui quantifie le travail (ou ses équivalents : eg énergie électrique, chaleur).
La puissance, déployée, (dans sa définition) est donc une quantité de travail par seconde. Puissance = travail / temps.
La puissance d'une machine est la quantité de travail qu'elle peut abattre/réaliser en une seconde, ou la quantité de chaleur qu'elle peut produire en une seconde.
Une machine capable d'abattre une quantité N de travail / seconde, a forcément elle-même besoin de disposer de l'énergie nécessaire en entrée (sous forme mécanique, ou chaleur, ou électrique) pour convertir cette énergie dans le travail demandé :
- la rotation d'un axe peut ainsi être convertie en un mouvement de scie
- un mouvement de scie peut être converti en la rotation d'un axe
- un courant électrique peut être converti d'autant de manières qu'il existe de machines prévues à cet effet
Quand on parle d'une machine d'une puissance P, on ne dit évidemment pas qu'il s'agit d'une machine capable de produire une manifestation (mécanique ou autre) de cette puissance à partir de rien. Cela signifie simplement (en général), que si on fournit à cette machine la puissance requise (sous forme électrique), elle est capable de convertir cette puissance électrique dans le format pour lequel elle est conçue. Une perceuse de 750W est ainsi capable de fournir un mouvement rotatif à une mèche, en contrepartie de 750W électrique en bonne et due forme en entrée.
Un cheval assez puissant pour mettre en mouvement une péniche de 20 tonnes ne réalise pas non plus cela à partir de rien. C'est seulement s'il dispose des réserves (en calories) disponibles qu'il pourra produire l'effort nécessaire.
Un des intérêts d'exprimer les puissance des machines en watts est évidemment la possibilité de les comparer plus facilement. a priori, ceteris paribus, une machine de puissance 800W est plus puissante qu'une machine de puissance 500W. Ce n'est cependant pas une garantie absolue, car ce n'est pas parce qu'une machine consomme N watts en entrée qu'elle les convertit/restitue optimalement sous la forme souhaitée (mécanique, chaleur, lumière). On pense eg aux lampes à gaz, à filaments et à leds, qui, pour un même éclairag, ont des consommations très différentes en entrée. Néanmoins, la mention des watts consommés donne quand même souvent une bonne indication des performances qu'on peut espérer.
Travail / énergie électrique
Le travail est une grandeur produit.
La quantité de travail (totale) produite par une machine donnée est égale à la puissance de cette machine multipliée par le temps de fonctionnement.
C'est une manière de retrouver que le travail peut aussi s'exprimer en watt-heures.
Le fournisseur d'électricité exprime la quantité d'électricité qu'il vend en kWh (kilowatts-heure). C'est ainsi qu'est facturée la quantité d'énergie électrique qui entre dans une maison. énergie électrique qui est ensuite convertie de plein de manières : en chaleur dans le ballon d'eau chaude, en lumière dans les lampes, en mouvement mécanique dans une perceuse, etc.
L'énergie électrique est intéressante entre autres du fait de cette versatilité, ie du fait de l'infinité d'engins divers disponibles et capables d'exploiter l'électricité pour rendre toute une gamme de services bien utiles.
Voltage, Ampères
Le volt est l'unité qui sert à mesurer la tension d'un courant.
Le volt n'a pas l'honneur d'être une unité de base du SI, il est une unité dérivée des unités de base kg, mètre, seconde et ampère.
L'ampère est l'unité qui sert à mesurer l'intensité d'un courant.
L'ampère est une des 7 unités de base du Système International (toutes les nombreuses autres unités sont juste des dérivées/combinaisons de ces 7 unités de base).
L'intensité d'un courant, c'est la "largeur" de ce courant, "largeur" qui dépend directement de la facilité offerte (ou non) au courant pour circuler dans son circuit, càd en fait de la résistance/résistivité du circuit.
Si on connecte ainsi, maladroitement, les 2 bornes d'une pile par un fil de cuivre de forte section (ie résistance quasi-nulle), le courant va pouvoir circuler très facilement, ie s'écouler très rapidement. On va donc avoir une intensité élevée (et un fil qui peut chauffer jusqu'à fusion) et une pile qui va se vider très vite. On peut dire que R ~= 0 => A grand.
Si on ne connecte pas les bornes d'une pile, ou qu'on connecte les bornes avec un matériau non conducteur (ie connexion avec une résistance infinie), aucun courant ne va circuler. On aura une intensité de courant nulle. Et la pile ne va pas se vider. On peut dire que R grand => A ~= 0
Avec ces 2 exemples limites, on voit que
étant donné une source d'électricité (secteur, pile ou autre) qui délivre une tension V.
Quand on alimente une machine de puissance P (fonctionnant avec cette tension V), cette machine va être traversée par un courant de tension V et d'intensité P/V.
L'énergie électrique est l'une des formes que peut prendre l'énergie.
Quand on multiplie des volts par des ampères
Liens externes
- http://seaus.free.fr/spip.php?article324 Histoire des unités éléctriques
- Une analogie très parlante, et pertinente, est l'analogie electricité/eau. Voir eg http://www.savoir-sans-frontieres.com/JPP/telechargeables/Francais/electricite_enfants.htm très bonne BD sur le sujet
