← Retour à l'index co-intervention

Puissance d'un circulateur — Loi d'Ohm

Co-intervention Maths-Sciences | Première Bac Pro ICCER | S4.7 — Électricité

Dernière mise à jour : 24 août 2026, 20:18

Objectifs
Identification de la ressource

1. Mise en situation professionnelle

Contexte professionnel — Remplacement d'un circulateur de chauffage

Un technicien chauffagiste remplace un vieux circulateur de chauffage par un modèle à vitesse variable (classe A). La plaque signalétique indique : 230 V ~ 50 Hz, 5–45 W. Il doit câbler le circulateur sur le tableau électrique et choisir le bon disjoncteur.
Tableau 230 V DJ 2A M Circulateur Plaque 230V ~ 50Hz P : 5–45 W Imax : 0,20 A

2. Rappels électriques

Loi d'Ohm et puissance
\[ U = R \times I \qquad P = U \times I \qquad I = \frac{P}{U} \] Aussi : \(P = R \times I^2\) et \(P = U^2 / R\)

3. Le circulateur de chauffage

Rôle du circulateur
Le circulateur (ou pompe de circulation) fait circuler l'eau dans le circuit de chauffage. C'est un petit moteur électrique qui tourne en permanence pendant la saison de chauffe.
Puissances typiques
Type de circulateur P (W) Classe
Ancien (vitesse fixe)60 à 100D à E
Moderne (vitesse variable)5 à 45A
Exemple
Circulateur Pmax = 45 W sur 230 V.
\(I = P/U = 45/230 = 0{,}196\) A ≈ 0,20 A
Disjoncteur : 2 A (calibre minimum, car I est très faible).
Économie : ancien vs moderne
Ancien circulateur 80 W fonctionnant 5 000 h/an : E = 80 × 5 000 / 1 000 = 400 kWh → 100 €/an.
Moderne 15 W moyen : E = 15 × 5 000 / 1 000 = 75 kWh → 19 €/an.
Économie : 81 €/an. Rentabilisé en 2–3 ans.
À retenir

Exercices

Socle Exercice 1 — Intensité d'un circulateur (guidé)

Circulateur de 60 W sur 230 V. I = P / U = 60 / 230 = … A
I = 0,26 A
Socle Exercice 2 — Lire une plaque signalétique (guidé)

Plaque : 230 V ~ 50 Hz, P = 5–45 W, Imax = 0,20 A.
a) Quelle est la tension ? b) Puissance max ? c) Vérifier : I = 45/230 = … A ≈ 0,20 ?
a) 230 V
b) 45 W
c) 45/230 = 0,196 ≈ 0,20 A ✓
Socle Exercice 3 — Énergie annuelle (guidé)

Circulateur de 40 W fonctionnant 4 000 h/an.
E = P × t = 40 × 4 000 / 1 000 = … kWh. Coût (0,25 €/kWh) = … €.
E = 160 kWh. Coût = 160 × 0,25 = 40 €/an
Socle Exercice 4 — Choisir le disjoncteur (guidé)

Trois appareils sur un même circuit :
• Circulateur : 45 W b) Vanne motorisée : 10 W c) Thermostat : 5 W
  1. P totale.
  2. I total.
  3. Calibre parmi 2, 6, 10 A.
  1. P = 45 + 10 + 5 = 60 W
  2. I = 60/230 = 0,26 A
  3. Calibre 2 A (premier au-dessus de 0,26 A)
Standard Exercice 5 — Ancien vs moderne — économie

Remplacement d'un circulateur classe D (85 W en continu) par un classe A (puissance moyenne 12 W). Fonctionnement 5 500 h/an, électricité 0,25 €/kWh. Coût du nouveau circulateur : 250 €.
  1. E annuelle de chaque.
  2. Coût annuel de chaque.
  3. Économie.
  4. Temps de retour.
  1. Ancien : 85×5 500/1 000 = 468 kWh. Nouveau : 12×5 500/1 000 = 66 kWh
  2. Ancien : 468×0,25 = 117 €. Nouveau : 66×0,25 = 17 €
  3. Économie : 117 − 17 = 100 €/an
  4. 250/100 = 2,5 ans
Standard Exercice 6 — Résistance d'un élément chauffant

Un élément chauffant de chauffe-eau a une puissance de 2 400 W sur 230 V.
  1. Calculer I.
  2. Calculer R avec la loi d'Ohm (R = U/I).
  3. Vérifier avec P = U²/R.
  1. I = 2 400/230 = 10,4 A
  2. R = 230/10,4 = 22,1 Ω
  3. P = 230²/22,1 = 52 900/22,1 = 2 394 W ≈ 2 400 ✓
Standard Exercice 7 — Bilan électrique d'une chaufferie

Une chaufferie comprend :
• Chaudière (brûleur + régulation) : 150 W
• 2 circulateurs : 45 W chacun
• 3 vannes motorisées : 10 W chacune
• Éclairage chaufferie : 60 W
  1. P totale.
  2. I total (230 V).
  3. Calibre disjoncteur général chaufferie.
  4. E annuelle (2 000 h).
  1. P = 150 + 2×45 + 3×10 + 60 = 330 W
  2. I = 330/230 = 1,43 A
  3. Disjoncteur 6 A (marge pour les courants d'appel des moteurs)
  4. E = 330 × 2 000 / 1 000 = 660 kWh → 660 × 0,25 = 165 €/an
Approfondissement Exercice 8 — Puissance absorbée vs puissance utile

Un circulateur a un rendement moteur de 65 %. Sa puissance électrique absorbée est de 40 W.
  1. Quelle puissance mécanique utile (hydraulique) ?
  2. Où vont les 35 % perdus ?
  3. Ces pertes sont-elles totalement gaspillées dans un réseau de chauffage ?
  1. Putile = 40 × 0,65 = 26 W
  2. Les 14 W perdus sont transformés en chaleur (effet Joule dans le moteur).
  3. Non, pas totalement gaspillés : comme le circulateur est dans le circuit de chauffage, la chaleur dissipée par le moteur chauffe l'eau du circuit ! En chauffage, les pertes du circulateur contribuent (modestement) au chauffage.
Approfondissement Exercice 9 — Section de câble

La section de câble dépend de l'intensité et de la longueur :
• I ≤ 6 A, longueur ≤ 50 m : câble 1,5 mm²
• I ≤ 10 A : 1,5 mm²
• I ≤ 16 A : 2,5 mm²

Le circulateur (45 W) est à 25 m du tableau.
  1. Calculer I.
  2. Quelle section de câble ?
Le chauffe-eau (2 400 W) est à 10 m.
  1. Calculer I.
  2. Section ?
  1. I = 45/230 = 0,20 A
  2. 0,20 < 6 A et 25 < 50 m → 1,5 mm²
  3. I = 2 400/230 = 10,4 A
  4. 10,4 < 16 A → 2,5 mm²
Approfondissement Exercice 10 — Problème complet — installation électrique chaufferie

Un technicien câble une chaufferie avec :
• Chaudière gaz (brûleur 200 W, circulateur intégré 45 W) sur un circuit dédié
• Chauffe-eau électrique 3 000 W sur un circuit dédié (contact HC)
• Éclairage + prise 400 W sur un circuit dédié
  1. Calculer I pour chaque circuit et choisir les disjoncteurs (2, 6, 10, 16, 20 A).
  2. Calculer I total de la chaufferie.
  3. Tous les appareils fonctionnent-ils en même temps ? Quel est le pire cas ?
  4. Choisir le disjoncteur général chaufferie.
  1. Chaudière : (200+45)/230 = 1,07 A → 2 A ou 6 A (marge démarrage).
    Chauffe-eau : 3 000/230 = 13,0 A → 16 A.
    Éclairage : 400/230 = 1,74 A → 6 A.
  2. Pire cas (tout allumé) : 1,07 + 13,0 + 1,74 = 15,8 A
  3. Le chauffe-eau ne fonctionne qu'en HC (nuit). En journée : I = 1,07 + 1,74 = 2,81 A. En HC : I max = 15,8 A.
  4. Disjoncteur général 20 A (marge pour le courant d'appel du chauffe-eau).
Imprimer / Générer un PDF