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Distinguer pile/accumulateur ; calculer l'énergie stockée dans une batterie (\(E=U\times Q\))
Distinguer puissance apparente \(S\) et active \(P\) ; facteur de puissance \(k=P/S\)
Transport/distribution, rôles du transformateur, lien facteur de puissance–pertes
Dispositifs de protection des personnes (TBT, différentiel) et des matériels (fusible, disjoncteur)

Fiche résumé — Énergie électrique et énergie chimique

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

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

1. Pile et accumulateur

Pile : non rechargeable (réaction non réversible).
Accumulateur / batterie : rechargeable (réaction réversible).

Tous convertissent une énergie chimique (oxydoréduction) en énergie électrique.

Piège : une « pile rechargeable » du commerce est en réalité un accumulateur.

2. Énergie stockée

\(E=U\times Q\)

\(U\) en V, \(Q\) en A·h → \(E\) en W·h.
Pour des joules : \(Q(\text{C})=Q(\text{A·h})\times3600\).
\(1\ \text{W·h}=3600\ \text{J}\) ; \(1\ \text{kW·h}=3{,}6\ \text{MJ}\).

Astuce : \(w_m=E/m\) (W·h·kg⁻¹) et \(w_V=E/V\) comparent les batteries.

3. Puissances (régime sinusoïdal)

\(S=U\times I\quad(\text{V·A})\)

\(P=U\,I\cos\varphi\quad(\text{W})\)

\(S\) = dimensionnement ; \(P\) = puissance moyenne utile.

4. Facteur de puissance

\(k=\dfrac{P}{S}=\cos\varphi\)

Sans unité, entre \(0\) et \(1\). Triangle : \(S^{2}=P^{2}+Q^{2}\).

Piège : \(S\geqslant P\) toujours ; \(S=P\) seulement si \(k=1\) (charge résistive).

5. Transport et transformateur

Élévateur (transport THT) ↔ abaisseur (distribution 230 V).
Rôles : élever/abaisser la tension, isolation galvanique.

\(P_{\text{pertes}}=R\,I^{2}\)

Astuce : tension ↑ ⇒ courant ↓ ⇒ pertes ↓ ; \(k\) ↑ ⇒ courant ↓ ⇒ pertes ↓.

6. Protection électrique

Personnes : isolation, TBT, disjoncteur différentiel (30 mA).
Matériels : fusible, disjoncteur (surintensité, court-circuit).

Piège : le fusible protège le matériel, pas les personnes.

Exemple type

Batterie \(48\ \text{V}\) – \(14\ \text{A·h}\) : \(E=48\times14=672\ \text{W·h}=672\times3600\approx2{,}4\ \text{MJ}\).
Moteur \(230\ \text{V}\), \(I=8{,}0\ \text{A}\), \(P=1{,}5\ \text{kW}\) : \(S=230\times8{,}0=1840\ \text{V·A}\) ; \(k=\dfrac{1500}{1840}\approx0{,}82\).