Aspects énergétiques des phénomènes électriques

Objectif

Déterminer l'équation qui relie les coordonnées

Les conducteurs et l'intensité du courant

Les conducteurs contiennent des porteurs de charges en mouvement : les électrons dans les métaux et les ions dans les solutions.

L'intensité du courant correspond à un débit de charges. On a $$\mathrm I = \frac{Q}{\Delta t}$$ avec $Q$ charge électrique en Coulomb $\rm (C)$ ; $\Delta t$ durée en seconde $\rm (s)$ et $\rm I$ intensité du courant électrique en Ampère $\rm (A)$.

Source idéale de tension continue

Pour une source idéale de tension continue, on a $\rm U = E$.

Source réelle de tension continue

Pour une source réelle de tension continue, on a : $$\rm U = E – \mathcal r \times I$$ avec $\rm U$ et $\rm E$ en $\rm volt(V)$, $\rm I$ en $\rm (A)$ et $r$ en $\Omega$.

Puissance et énergie

Puissance d'un dipôle

La puissance d'un dipôle est donnée par :

$\color{green}{\begin{array}{ccc}\bf P & = & \bf U & \bf \times & \bf I\\ \bf | &&\bf |&&\bf |\\\bf Watt & & \bf Volt && \bf Ampère\end{array}}$

Cas des conducteurs ohmiques

Énergie

Énergie : $\rm E = P \times \cal \Delta t$ avec $\Delta t$ en seconde, $\rm E$ en Joule $\rm (J)$ et $\rm P$ en Watt $\rm (W)$.

Rendement

Rendement : $$\rm \displaystyle \eta = \frac{P_u}{P_{tot}}$$ avec $\rm P_u$ Puissance utile en $\rm J$ et $\rm P_{tot}$ puissance totale reçue en $\rm J$. Le rendement est compris entre $0$ et $1$.