🎯 Objectifs du chapitre cliquer pour développer

Exploiter lois des nœuds/mailles, loi d'Ohm, puissance et énergie électriques
Interpréter l'effet Joule ; définir une source idéale de tension
Exploiter \(Q=I\cdot\Delta t\), \(E=U\cdot Q\) et estimer une durée de fonctionnement
Exploiter caractéristique et rendement d'un panneau photovoltaïque
Relier flux et éclairement énergétiques ; propriétés et sécurité d'un laser

Fiche résumé — Énergie électrique et rayonnement

Chapitre 11 | Terminale STL — spécialité Physique-chimie et mathématiques | Physique-Chimie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

1. Lois du circuit

Nœuds : \(\sum I_{\text{entrant}}=\sum I_{\text{sortant}}\)
Mailles : \(\sum U=0\) ⇒ \(E=\sum U_{\text{réc}}\)

\(U=R\cdot I\) (loi d'Ohm)

Astuce : en série, même \(I\) partout ; les tensions s'additionnent.

2. Puissance et énergie

\(P=U\cdot I\) (W) ; \(E=P\cdot\Delta t\) (J)

Générateur : fournit \(P\). Récepteur : reçoit \(P\).

Piège : ne pas confondre W (puissance) et J (énergie). \(1\ \text{kWh}=3{,}6\times10^{6}\ \text{J}\).

3. Effet Joule

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

Énergie électrique → chaleur.

Applications : radiateur, plaque, grille-pain ; subi : échauffement des câbles.

4. Source idéale & quantité d'électricité

Source idéale : \(U\) constante quel que soit \(I\).

\(Q=I\cdot\Delta t\)

\(1\ \text{A·h}=3600\ \text{C}\). (\(\Delta t\) en h pour A·h, en s pour C.)

5. Énergie d'une pile

\(E=U\cdot Q\)

\(U\) en V, \(Q\) en A·h ⇒ \(E\) en Wh ; \(Q\) en C ⇒ \(E\) en J.

\(\Delta t=\dfrac{Q}{I}\) (durée de fonctionnement)

6. Panneau photovoltaïque

Caractéristique \(I(U)\) : \(I_{cc}\) à \(U=0\), \(U_{co}\) à \(I=0\), coude = puissance max.
Diffère d'une source idéale (\(U\) chute quand \(I\) monte).

\(\eta=\dfrac{P_{\text{élec}}}{P_{\text{reçue}}}\)

7. Flux et éclairement

\(\Phi=E_e\times S\)

\(\Phi\) en W ; \(E_e\) en W·m⁻² ; \(S\) en m².

\(E=\Phi\cdot\Delta t\) (énergie reçue)

8. Rayonnement laser

Directivité (faisceau fin)
Monochromaticité (une couleur)
Concentration d'énergie (E_e élevé)

Sécurité : danger pour l'œil. Durée max : \(\Delta t_{\max}=\dfrac{E_{\max}}{\Phi}\).

Exemple type

Panneau \(S=1{,}6\ \text{m}^2\), \(E_e=800\ \text{W·m}^{-2}\), \(\eta=18\ \%\), pendant \(\Delta t=2{,}0\ \text{h}\).
\(\Phi=E_e\times S=800\times1{,}6=1280\ \text{W}\) ; \(E_{\text{reçue}}=\Phi\cdot\Delta t=1280\times7200\approx9{,}2\times10^{6}\ \text{J}\).
Énergie électrique : \(E_{\text{élec}}=\eta\cdot E_{\text{reçue}}=0{,}18\times9{,}2\times10^{6}\approx1{,}7\times10^{6}\ \text{J}\) (≈ 0,46 kWh).