🎯 Objectifs du chapitre cliquer pour développer

Lire un circuit, brancher ampèremètre, voltmètre et oscilloscope
Caractériser une grandeur périodique : moyenne, valeur efficace, composantes
Appliquer lois des nœuds et des mailles, loi d'Ohm, effet Joule
Calculer puissance et énergie électriques ; respecter la sécurité

Fiche résumé — Énergie électrique

Chapitre 3 | Première STI2D — spécialité Physique-chimie et mathématiques | Physique-Chimie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

1. Circuit et appareils

Générateur fournit l'énergie ; récepteur la reçoit.
Symboles normalisés : générateur, résistor, lampe, interrupteur, moteur.
Ampèremètre en série (mesure \(I\)).
Voltmètre / oscilloscope en dérivation (mesurent / visualisent \(U\)).

Piège : ampèremètre en dérivation = court-circuit !

2. Grandeurs périodiques

\(f=\dfrac{1}{T}\quad(\text{Hz})\)

Valeur moyenne = composante continue.
Valeur efficace = même effet thermique qu'un continu.
Alternatif ⇔ \(U_{moy}=0\).

3. Sinusoïdal

\(U_{eff}=\dfrac{U_{max}}{\sqrt2}\qquad I_{eff}=\dfrac{I_{max}}{\sqrt2}\)

Secteur : \(U_{eff}=230\) V, \(f=50\) Hz → \(U_{max}\approx325\) V, \(T=20\) ms.

Piège : \(U_{eff}=U_{max}/\sqrt2\) uniquement pour un signal sinusoïdal.

4. Lois des nœuds et des mailles

\(\sum I_{entrantes}=\sum I_{sortantes}\)

\(\sum U_k=0\) (maille)

En série : \(E=U_1+U_2+\dots\) (3 mailles au plus).

5. Loi d'Ohm et effet Joule

\(U=R\,I\)

\(P=U\,I=R\,I^2=\dfrac{U^2}{R}\)

Effet Joule : énergie électrique → chaleur. Caractéristique \(U=f(I)\) : droite de pente \(R\).

6. Puissance et énergie

\(P=U\,I\ (\text{W})\qquad E=P\cdot\Delta t\ (\text{J})\)

Régime périodique : \(P_{moy}=U_{eff}\,I_{eff}\).

Astuce : \(1\ \text{kWh}=3{,}6\times10^{6}\ \text{J}\).

7. Sécurité électrique

Couper l'alimentation avant toute intervention sur un montage.
Travailler en basse tension quand c'est possible ; matériel isolé, mains sèches.
Protections : fusible, disjoncteur (surintensité), différentiel (fuite), mise à la terre.
Danger = intensité × durée ; aggravé par l'humidité. En cas d'accident, couper le courant avant de secourir.

Exemple type

Radiateur secteur : \(U_{eff}=230\) V, \(I_{eff}=6{,}5\) A pendant 2,0 h.
\(P=U_{eff}\,I_{eff}=230\times6{,}5\approx1{,}5\ \text{kW}\) ; \(E=P\cdot\Delta t=1{,}5\times2{,}0=3{,}0\ \text{kWh}=1{,}08\times10^{7}\ \text{J}\).