PP1 · Calculer une puissance Premiers pas
Une lampe de vélo fonctionne sous 6 V et est traversée par 0,5 A. Aide : P = U × I.
a) Écris la relation.
b) Remplace U et I par leurs valeurs.
c) Calcule P avec son unité.
Mode d’emploi
Commence par les Premiers pas si tu as besoin d’être guidé(e), puis avance du ★ vers le ★★★★★. Les exercices marqués Type brevet sont rédigés comme au DNB. Tes réponses sont enregistrées sur cet appareil. Chaque exercice a sa correction détaillée, mais elle reste bloquée 15 minutes après ta première ouverture de cette page : cherche d’abord par toi-même !
🌱 Premiers pas (très guidés)
PP2 · Calculer une énergie en kWh Premiers pas
Un fer à repasser de 2 000 W fonctionne pendant 2 h. Aide : convertis 2 000 W en kW (÷ 1 000), puis E = P × t.
a) Convertis la puissance en kW.
b) Calcule E en kWh.
c) Calcule le coût (0,25 € le kWh).
PP3 · Lire une plaque signalétique Premiers pas
Plaque d'un aspirateur : « 230 V ~ 50 Hz – 700 W ». Aide : V = volt (tension) ; W = watt (puissance).
a) Quelle est la tension nominale ?
b) Quelle est la puissance nominale ?
c) Calcule l'intensité qui le traverse (I = P / U).
🚀 Exercices progressifs
Ex 1 · Puissances de lampes ★☆☆☆☆
Lampe 1 : U = 6 V, I = 0,10 A. Lampe 2 : U = 6 V, I = 0,30 A.
a) Calcule la puissance de chaque lampe.
b) Laquelle brille le plus, a priori ? Justifie.
Ex 2 · Conversions d'énergie ★☆☆☆☆
1 kWh = 3,6 × 10⁶ J.
a) Convertis 0,5 kWh en J.
b) Convertis 7,2 × 10⁵ J en kWh.
c) Une lampe de 60 W fonctionne 10 min. Calcule E en J puis en kWh.
Ex 3 · La multiprise ★★☆☆☆
Sur une multiprise (16 A max) branchée sur 230 V : radiateur 2 000 W, bouilloire 2 200 W, fer à repasser 1 500 W.
a) Calcule la puissance totale.
b) Calcule l'intensité totale qui traverse le câble de la multiprise.
c) Y a-t-il un danger ? Que se passe-t-il ?
d) Que proposes-tu ?
Ex 4 · Les veilles ★★☆☆☆
Appareils en veille 24 h/24 : box 10 W, télévision 1 W, décodeur 8 W, console 2 W. Prix : 0,25 €/kWh.
a) Calcule la puissance totale en veille.
b) Calcule l'énergie consommée en un an (8 760 h) en kWh.
c) Calcule le coût annuel.
Ex 5 · Choisir un chargeur ★★★☆☆
Un chargeur rapide de téléphone indique : « sortie 9 V – 2 A ». Un chargeur ancien : « sortie 5 V – 1 A ». La batterie stocke environ 15 Wh.
a) Calcule la puissance de chaque chargeur.
b) Estime la durée de charge complète avec chacun (on néglige les pertes) : t = E / P.
c) Convertis l'énergie de la batterie en joules.
Ex 6 · Loi d'Ohm et puissance ★★★☆☆
Un conducteur ohmique de résistance R = 20 Ω est soumis à U = 6 V.
a) Rappelle la loi d'Ohm et calcule l'intensité.
b) Calcule la puissance reçue.
c) Que devient la puissance si la tension double ? Vérifie par le calcul.
Ex 7 · Changer ses lampes ★★★★☆
Un salon est éclairé par 4 lampes halogènes de 40 W, allumées 4 h par jour. On les remplace par des lampes LED de 5 W (même éclairement). Prix : 0,25 €/kWh. Une lampe LED coûte 6 €.
a) Calcule l'énergie consommée par an avec les halogènes, puis avec les LED.
b) Calcule l'économie annuelle en kWh puis en €.
c) Au bout de combien de temps l'achat des 4 LED est-il remboursé ?
Ex 8 · Le circuit de la cuisine ★★★★☆
Le tableau électrique d'un logement comporte un disjoncteur de 20 A pour le circuit de la cuisine (230 V). On y branche un four (2 500 W), un lave-vaisselle (2 000 W) et une bouilloire (2 200 W).
a) Calcule la puissance maximale que peut supporter ce circuit.
b) Peut-on utiliser les trois appareils en même temps ? Justifie par un calcul.
c) Pourquoi le disjoncteur coupe-t-il le courant au lieu de laisser les fils chauffer ?
Ex 9 · Facture d'un logement ★★★★★Type brevet
Document 1 — Appareils de la famille Martin
Données pédagogiques.
| Appareil | Puissance | Utilisation |
|---|---|---|
| réfrigérateur | 150 W (moteur en marche 1/3 du temps) | 24 h/24 |
| four | 2 500 W | 3 h par semaine |
| lave-linge | 2 000 W | 4 cycles de 1,5 h par semaine |
| éclairage LED | 60 W au total | 5 h par jour |
| box + décodeur | 18 W | 24 h/24 |
Document 2 — Tarif
Prix du kWh : 0,25 € (valeur pédagogique).
Document 3 — Repères
1 an = 52 semaines = 365 jours = 8 760 h.
a) Calcule l'énergie consommée en un an par chaque appareil (en kWh).
b) Quel appareil consomme le plus ? Le plus puissant est-il forcément celui qui consomme le plus ?
c) Calcule le coût annuel total.
d) Propose et chiffre une économie possible.
Ex 10 · La voiture électrique ★★★★★
Une voiture électrique a une batterie de 50 kWh et consomme en moyenne 15 kWh pour 100 km. Elle se recharge sur une borne de 7,4 kW ou sur une prise domestique de 2,3 kW. Prix : 0,25 €/kWh.
a) Calcule l'autonomie de la voiture.
b) Calcule la durée d'une recharge complète sur chaque point de charge (pertes négligées).
c) Calcule le coût de l'énergie pour 100 km.
d) Calcule l'intensité délivrée par la prise domestique (230 V). Pourquoi faut-il une installation adaptée ?