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Pouvoir électrique

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Pouvoir électrique est défini comme la vitesse à laquelle l'énergie électrique est transférée par un circuit électrique. Lorsque le courant électrique traverse un circuit avec résistance, il effectue un «travail». Divers appareils convertissent ce travail en de nombreuses formes utiles, telles que la chaleur (radiateurs électriques), la lumière (ampoules), le mouvement (moteurs électriques) et le son (haut-parleur).

L'électricité peut être produite par génération ou à partir d'un stockage tel que des batteries. L'unité SI de puissance est le watt.

Mathématiques de l'énergie électrique

Dans les circuits

L'énergie électrique, comme la puissance mécanique, est représentée par la lettre P dans les équations électriques. Le terme puissance est utilisé familièrement pour signifier «puissance électrique en watts».

Dans les circuits résistifs à courant continu, la puissance électrique instantanée est calculée à l'aide de la loi de Joule, qui doit son nom au physicien britannique James Joule, qui a montré pour la première fois que la chaleur et l'énergie mécanique étaient interchangeables.

est la puissance (watt ou W)
est la différence de potentiel (volt ou V)
est le courant (ampère ou A)

Par exemple:

.

La loi de Joule peut être combinée avec la loi d'Ohm pour produire deux autres équations:

est la résistance (Ohm ou Ω).

Par exemple:

et

Dans les circuits à courant alternatif, les éléments de stockage d'énergie tels que l'inductance et la capacité peuvent entraîner des inversions périodiques de la direction du flux d'énergie. La partie du flux de puissance qui, en moyenne sur un cycle complet de la forme d'onde CA, entraîne un transfert net d'énergie dans une direction est appelée puissance réelle (également appelée puissance active). La partie du flux d'énergie due à l'énergie stockée, qui revient à la source à chaque cycle, est appelée puissance réactive.

Triangle de puissance. Les composants du courant alternatif.

La relation entre la puissance réelle, la puissance réactive et la puissance apparente peut être exprimée en représentant les quantités sous forme de vecteurs. La puissance réelle est représentée comme un vecteur horizontal et la puissance réactive est représentée comme un vecteur vertical. Le vecteur de puissance apparent est l'hypoténuse d'un triangle rectangle formé en connectant les vecteurs de puissance réelle et réactive. Cette représentation est souvent appelée triangle de puissance. En utilisant le théorème de Pythagore, la relation entre la puissance réelle, réactive et apparente est:

Les puissances réelle et réactive peuvent également être calculées directement à partir de la puissance apparente, lorsque le courant et la tension sont tous deux des sinusoïdes avec un angle de phase connu entre eux:

Le rapport de la puissance réelle à la puissance apparente est appelé facteur de puissance et est un nombre toujours compris entre zéro et un.

Dans l'espace

L'énergie électrique circule partout où des champs électriques et magnétiques existent au même endroit. L'exemple le plus simple est celui des circuits électriques, comme le montre la section précédente. Dans le cas général, cependant, l'équation simple doit être remplacé par un calcul plus complexe, l'intégrale du produit vectoriel croisé des champs électriques et magnétiques sur une zone déterminée, donc:

Le résultat est un scalaire car c'est le intégrale de surface du Vecteur de poynting.

Voir également

  • Électricité
  • Pouvoir nucléaire
  • Centrale à combustibles fossiles

Les références

  • Croft, Terrell et Wilford I. Summers. 1987. Manuel des électriciens américains, 11e éd. New York: McGraw Hill. ISBN 0070139326
  • Fink, Donald G. et H. Wayne Beaty. 1978. Manuel standard pour les ingénieurs électriciens, 11e éd. New York: McGraw Hill. ISBN 007020974X
  • Giancoli, Douglas. 2007. Physique pour les scientifiques et les ingénieurs, avec la physique moderne (Chapitres 1-37), 4e éd. Mastering Physics Series. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall. ISBN 978-0136139263
  • Tipler, Paul Allen et Gene Mosca. 2004. Physique pour les scientifiques et les ingénieurs, volume 2: électricité et magnétisme, lumière, physique moderne, 5e éd. New York: W.H. Homme libre. ISBN 0716708108

Liens externes

Tous les liens ont été récupérés le 18 septembre 2017.

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