Énergie électrique

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Le terme énergie électrique désigne toute énergie transférée ou stockée grâce à l’électricité. Cette énergie est transférée d'un système à un autre par un mouvement de charges. Pour stocker de l’énergie fournie par transfert électrique il faut utiliser un convertisseur capable de stocker l’énergie reçue, par exemple en énergie chimique, dans les accumulateurs ou la convertir en énergie mécanique ou en énergie potentielle (par exemple dans une STEP). L’énergie électrique ne peut pas être stockée en grande quantité (seule de petites quantités de charges électriques peuvent être stockées sous forme d’énergie dite électrostatique par exemple dans les condensateurs). L’expression « énergie électrique » est impropre en physique, elle est une commodité de langage permettant d’indiquer que l’électricité nécessite et transporte de l’énergie.

Les systèmes susceptibles de fournir de l'énergie par transfert électrique sont les alternateurs ou des systèmes chimiques comme les piles notamment. Les systèmes susceptibles de transformer l'énergie issue de l'électricité sont par exemple les résistances électriques qui la transforment en chaleur, les moteurs qui la transfèrent par un travail mécanique, les lampes qui la transforment en rayonnement et en chaleur, et d'autres systèmes électrotechnique ou électronique. Le transport d'énergie électrique se fait au moyen d'un conducteur électrique, par exemple un métal ou une solution ionique. L'énergie électrique se stocke en petite quantité par exemple dans les condensateurs.

Énergie et courant électrique

Relation entre puissance et énergie en régime permanent

L'apport d'énergie électrique est proportionnel à la quantité d'électricité :

W=Q\cdot \Delta V

L'énergie W en joules, la charge Q en coulombs et la différence de potentiel aux bornes de l'appareil $\Delta V$ en volts.

Avec $Q=I\cdot t$ , la quantité d'électricité :

W=\Delta V\cdot I\cdot t = P\cdot t

où $P$ est la puissance en watts et où t est la durée en secondes.

Unité de mesure

Une unité de mesure commode, utilisée pour mesurer les grosses quantités d'énergie électrique est le kilowattheure (kWh)

1\;kWh =10^3 \cdot 3600\;J = 3,6\cdot 10^6\;J = 3,6\;MJ

sachant que $1\;J = 1\;W \cdot 1\;s$

Loi de Joule

La loi de Joule définit le dégagement d'énergie (dissipée sous forme de chaleur) d'un résistor ou résistance parcouru par un courant électrique.

Pour une résistance de résistivité $R$ traversé par un courant d'intensité $i$ ,

P = R\cdot i^2 = P_J

Donc

W = R\cdot i^2\cdot t

avec $W$ en joules, $R$ en ohms, $i$ en ampères et $t$ en secondes.

Énergie potentielle électrique

L’énergie potentielle électrique (ou énergie électrostatique), est une énergie potentielle (mesurée en joules) qui résulte des forces de Coulomb et est associée à la configuration d'un ensemble particulier de charges électriques ponctuelles dans un système défini. L’énergie potentielle électrique d’un objet dépend de 2 paramètres : sa propre charge électrique et sa position par rapport à d'autres objets chargés électriquement^[1].
L’énergie potentielle électrique est notamment utilisée dans les condensateurs^[2].

Notes et références

↑ [PDF] Le potentiel électrique iihe.ac.be, consulté en janvier 2015
↑ Énergie électrostatique d'un condensateur uel.unisciel.fr, consulté en janvier 2015

Articles connexes

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