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Chapitre 3 – Puissance et énergie électriques – Exercices

3e prépa-métiers  |  Physique-Chimie  |  Énergie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

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Rappels essentiels : Les puissances des appareils sont des ordres de grandeur courants. Commence par le niveau socle, puis avance à ton rythme. Le code (C1, C2…) indique la capacité travaillée.

Niveau socle — je m'entraîne pas à pas

Exercice 1 La plaque de la perceuse (C1) Socle

À l'atelier, Yanis retourne une perceuse. Il trouve sa plaque signalétique.

Aide : le nombre suivi de V est la tension. Le nombre suivi de W est la puissance.
1. Quelle est la tension écrite sur la plaque ? U = V.
2. Quelle est la puissance nominale de la perceuse ? P = W.
3. Écris cette puissance en kW : 750 ÷ 1 000 = kW.
4. Un camarade dit : « La puissance de la perceuse est 230. » A-t-il raison ? Explique.

1. U = 230 V. C'est la tension de la prise de la maison.

2. C'est le nombre suivi de W : P = 750 W.

3. 750 ÷ 1 000 = 0,75 kW.

4. Non. 230 est suivi de V : c'est la tension. La puissance est le nombre suivi de W : 750 W.

Exercice 2 Des watts aux kilowatts (C1) Socle

Complète le tableau. Les trois premières lignes sont des W à écrire en kW. Les trois dernières sont des kW à écrire en W.

LignePuissance donnéeCalculRésultat
a3 000 W3 000 ÷ 1 000… kW
b1 500 W1 500 ÷ 1 000… kW
c600 W…… kW
d2 kW2 × 1 000… W
e1,2 kW1,2 × 1 000… W
f0,5 kW…… W
Aide : 1 kW = 1 000 W. Des W vers les kW : je divise par 1 000. Des kW vers les W : je multiplie par 1 000.
1. Complète les lignes a, b et c.
2. Complète les lignes d, e et f.
3. Quelle puissance est la plus grande : 1,2 kW ou 900 W ?

1. a : 3 000 ÷ 1 000 = 3 kW.
b : 1 500 ÷ 1 000 = 1,5 kW.
c : 600 ÷ 1 000 = 0,6 kW.

2. d : 2 × 1 000 = 2 000 W.
e : 1,2 × 1 000 = 1 200 W.
f : 0,5 × 1 000 = 500 W.

3. 1,2 kW = 1 200 W. 1 200 W est plus grand que 900 W : 1,2 kW est la plus grande puissance.

Exercice 3 Ranger les appareils de la maison (C1) Socle

Inès a relevé la puissance de cinq appareils de sa maison sur leur plaque.

AppareilPuissance sur la plaquePuissance en W
four2,5 kW…
télévision100 W100 W
sèche-cheveux1 800 W1 800 W
lampe LED8 W8 W
radiateur1,5 kW…
Aide : pour comparer, toutes les puissances doivent avoir la même unité. kW → W : je multiplie par 1 000.
1. Écris la puissance du four en W : 2,5 × 1 000 = W.
2. Écris la puissance du radiateur en W.
3. Range les cinq appareils du moins puissant au plus puissant.
4. Quels appareils ont une puissance de plus de 1 kW ? Que font-ils tous ?

1. 2,5 × 1 000 = 2 500 W.

2. 1,5 × 1 000 = 1 500 W.

3. Lampe LED (8 W) → télévision (100 W) → radiateur (1 500 W) → sèche-cheveux (1 800 W) → four (2 500 W).

4. Le radiateur, le sèche-cheveux et le four (plus de 1 000 W). Ce sont tous des appareils qui chauffent.

Exercice 4 La puissance de lampes au laboratoire (C2) Socle

Au laboratoire du collège, Malik mesure la tension U et l'intensité I pour quatre lampes.

P = U × I    P en watts (W) ; U en volts (V) ; I en ampères (A)
LampeTension UIntensité IP = U × I
a4,5 V0,3 AP = 4,5 × 0,3 = …
b6 V0,5 AP = 6 × … = …
c12 V2 A…
d3 V200 mA…
Aide : je remplace U et I par les nombres, je calcule, puis j'écris l'unité W. Une intensité en mA doit d'abord être écrite en A : 200 mA = 0,2 A.
1. Calcule la puissance des lampes a, b et c.
2. Lampe d : écris d'abord l'intensité en A, puis calcule la puissance.
3. Quelle lampe a la plus grande puissance ?

1. a : P = 4,5 × 0,3 = 1,35 W.
b : P = 6 × 0,5 = 3 W.
c : P = 12 × 2 = 24 W.

2. I = 200 mA = 0,2 A. P = 3 × 0,2 = 0,6 W.

3. La lampe c (24 W).

Exercice 5 Des appareils sur la prise de la maison (C2) Socle

Chez Sami, chaque appareil est branché sur une prise de la maison. On connaît l'intensité du courant qui le traverse.

AppareilTension UIntensité I
lampe de bureau230 V0,1 A
aspirateur230 V3 A
four à micro-ondes230 V5 A
bouilloire230 V9 A
Aide : à la maison, U = 230 V. Je calcule P = 230 × I.
1. Lampe de bureau : P = 230 × 0,1 = W.
2. Aspirateur : P = 230 × = W.
3. Calcule la puissance du four à micro-ondes, puis celle de la bouilloire.
4. Écris la puissance de la bouilloire en kW.

1. P = 230 × 0,1 = 23 W.

2. P = 230 × 3 = 690 W.

3. Four à micro-ondes : P = 230 × 5 = 1 150 W.
Bouilloire : P = 230 × 9 = 2 070 W.

4. 2 070 ÷ 1 000 = 2,07 kW.

Exercice 6 Écrire une durée en heures (C3) Socle

Dans E = P × t, la durée t doit être en heures. Complète le tableau.

Durée30 min15 min45 min6 min12 min1 h 30 min2 h 15 min
En heures0,5 h………………
Aide : une heure, c'est 60 minutes. Pour passer des minutes aux heures, je divise par 60. Exemple : 30 ÷ 60 = 0,5, donc 30 min = 0,5 h.
1. 15 min : 15 ÷ 60 = h.
2. Complète les cases de 45 min, 6 min et 12 min.
3. Complète les cases de 1 h 30 min et 2 h 15 min.
4. Léo écrit : « 30 min = 0,30 h ». A-t-il raison ?

1. 15 ÷ 60 = 0,25 h.

2. 45 ÷ 60 = 0,75 h ; 6 ÷ 60 = 0,1 h ; 12 ÷ 60 = 0,2 h.

3. 1 h 30 min = 1 h + 0,5 h = 1,5 h.
2 h 15 min = 2 h + 0,25 h = 2,25 h.

4. Non. 30 min, c'est une demi-heure : 30 ÷ 60 = 0,5 h.

Exercice 7 L'énergie en wattheures (C3) Socle

Kenza note la puissance de quatre appareils et leur durée de marche dans la journée.

E = P × t    P en W et t en h → E en wattheures (Wh)
AppareilPuissance PDurée tE = P × t
télévision80 W2 hE = 80 × 2 = …
lampe LED10 W5 hE = 10 × … = …
ordinateur portable50 W3 h…
chargeur de téléphone5 W30 min…
Aide : la durée doit être en heures : 30 min = 0,5 h. J'écris l'unité Wh.
1. Calcule l'énergie utilisée par la télévision, la lampe et l'ordinateur.
2. Calcule l'énergie utilisée par le chargeur.
3. Écris l'énergie de la télévision en kWh : 160 ÷ 1 000 = kWh.

1. Télévision : E = 80 × 2 = 160 Wh.
Lampe LED : E = 10 × 5 = 50 Wh.
Ordinateur : E = 50 × 3 = 150 Wh.

2. t = 30 min = 0,5 h. E = 5 × 0,5 = 2,5 Wh.

3. 160 ÷ 1 000 = 0,16 kWh.

Exercice 8 Le radiateur soufflant du chantier (C3) Socle

Sur un chantier, en hiver, les peintres allument un radiateur soufflant de 2 000 W dans une pièce pour chauffer et sécher les murs.

Aide : pour avoir des kWh, j'écris la puissance en kW et la durée en heures.
1. Écris la puissance du radiateur en kW : P = 2 000 ÷ 1 000 = kW.
2. Le radiateur marche 3 h le matin. Calcule l'énergie utilisée : E = × 3 = kWh.
3. L'après-midi, il marche 30 min. Écris cette durée en heures, puis calcule l'énergie en kWh.
4. Pour chaque valeur, dis si c'est une puissance ou une énergie : 2 kW ; 6 kWh ; 2 000 W ; 1 kWh.

1. P = 2 000 ÷ 1 000 = 2 kW.

2. E = P × t = 2 × 3 = 6 kWh.

3. t = 30 min = 0,5 h. E = 2 × 0,5 = 1 kWh.

4. 2 kW : puissance. 6 kWh : énergie. 2 000 W : puissance. 1 kWh : énergie. (W et kW : puissance ; Wh et kWh : énergie.)

Exercice 9 Lire le compteur de l'appartement (C4) Socle

Nora relève le compteur électrique de son appartement le 1er janvier, puis le 1er février.

Aide : consommation = index de fin − index de début. Coût = consommation × prix d'un kWh (environ 0,20 €).
1. En quelle unité est l'index du compteur ? Est-ce une puissance ou une énergie ?
2. Écris l'index de début et l'index de fin.
3. Calcule la consommation du mois de janvier : 23 830 − 23 480 = kWh.
4. Calcule le coût de cette consommation.

1. En kWh (kilowattheures) : c'est une énergie.

2. Début : 23 480 kWh. Fin : 23 830 kWh.

3. 23 830 − 23 480 = 350 kWh.

4. Coût = 350 × 0,20 = 70 € environ.

Exercice 10 Combien coûte le sèche-cheveux ? (C4) Socle

Lina utilise un sèche-cheveux de 2 000 W pendant 15 min chaque matin. Le prix du kWh est d'environ 0,20 €.

ÉtapeCalculRésultat
1. Puissance en kW2 000 ÷ 1 000… kW
2. Durée en heures15 ÷ 60… h
3. Énergie E = P × t… × …… kWh
4. Coût… × 0,20… €
Aide : on ne multiplie jamais des W par le prix. On calcule d'abord l'énergie en kWh.
1. Complète les étapes 1 et 2.
2. Complète l'étape 3.
3. Complète l'étape 4 : combien coûte un séchage ?
4. Combien coûtent 30 matins de séchage ?

1. P = 2 000 ÷ 1 000 = 2 kW. t = 15 ÷ 60 = 0,25 h.

2. E = 2 × 0,25 = 0,5 kWh.

3. Coût = 0,5 × 0,20 = 0,10 €, soit 10 centimes.

4. 0,10 × 30 = 3 € environ.

Exercice 11 La multiprise de la cuisine (C5) Socle

Dans la cuisine, Bilal branche trois appareils sur une multiprise marquée « 16 A max », branchée sur 230 V. Les trois appareils marchent en même temps.

Aide : puissance maximale = 230 × 16. Les puissances des appareils qui marchent ensemble s'ajoutent.
1. Calcule la puissance maximale de la multiprise : Pmax = 230 × 16 = W.
2. Calcule la puissance totale des trois appareils : 2 000 + 900 + 1 000 = W.
3. La multiprise est-elle surchargée ? Quel est le danger ?
4. Bilal débranche la cafetière. La multiprise est-elle encore surchargée ?

1. Pmax = 230 × 16 = 3 680 W.

2. 2 000 + 900 + 1 000 = 3 900 W.

3. 3 900 W est plus grand que 3 680 W : la multiprise est surchargée. Les fils chauffent : risque de brûlure et d'incendie.

4. 2 000 + 900 = 2 900 W. 2 900 W est plus petit que 3 680 W : non, elle n'est plus surchargée.

Exercice 12 La petite lumière rouge de la veille (C5) Socle

Dans le salon, la télévision, la console et la barre de son restent en veille 20 h par jour. Ensemble, en veille, leur puissance est d'environ 15 W.

Aide : E = P × t. Puis Wh → kWh : je divise par 1 000. Prix : environ 0,20 € le kWh.
1. Calcule l'énergie utilisée en veille en un jour : E = 15 × 20 = Wh.
2. Écris cette énergie en kWh.
3. Calcule l'énergie utilisée en un an (365 jours), en kWh.
4. Calcule le coût de la veille pour un an.
5. Donne un geste simple pour éviter cette dépense.

1. E = 15 × 20 = 300 Wh.

2. 300 ÷ 1 000 = 0,3 kWh.

3. 0,3 × 365 = 109,5 kWh.

4. Coût = 109,5 × 0,20 = 21,90 € environ… pour des appareils qui ne servent à rien pendant ce temps.

5. Éteindre les appareils pour de bon le soir, par exemple avec une multiprise à interrupteur.

Niveau standard — j'applique dans des situations

Exercice 13 La scie circulaire de l'atelier (C1, C2, C3, C4) Standard

Dans un atelier de menuiserie, voici la plaque signalétique de la scie circulaire. La scie est branchée sur une prise de 230 V.

1. Relève la puissance nominale de la scie. Écris-la en kW.
2. Calcule l'intensité du courant qui traverse la scie quand elle marche. Arrondis au dixième.
3. Le menuisier scie pendant 45 min dans la journée. Calcule l'énergie utilisée, en kWh.
4. Calcule le coût de cette journée de sciage (environ 0,20 € le kWh).

1. P = 1 400 W, soit 1 400 ÷ 1 000 = 1,4 kW.

2. Je cherche I, donc I = P ÷ U = 1 400 ÷ 230 ≈ 6,1 A.

3. t = 45 min = 45 ÷ 60 = 0,75 h. E = P × t = 1,4 × 0,75 = 1,05 kWh.

4. Coût = 1,05 × 0,20 = 0,21 €, soit environ 21 centimes.

Exercice 14 Halogènes ou LED dans le salon ? (C4, C5) Standard

Le salon de Yanis est éclairé par 6 spots halogènes de 50 W. Ils sont allumés 4 h par jour. Une lampe LED de 8 W éclaire à peu près autant qu'un spot halogène de 50 W. Prix : environ 0,20 € le kWh.

ÉclairagePuissance d'une lampeNombre de lampesDurée par jour
halogène50 W64 h
LED8 W64 h
1. Calcule la puissance totale des 6 spots halogènes, puis des 6 LED.
2. Calcule l'énergie utilisée en un jour par les halogènes, puis par les LED. Donne les résultats en Wh, puis en kWh.
3. Calcule le coût pour un an (365 jours) avec les halogènes, puis avec les LED.
4. Combien Yanis économise-t-il par an s'il passe aux LED ?
5. L'halogène chauffe beaucoup. Explique pourquoi il utilise plus d'énergie pour la même lumière.

1. Halogènes : 6 × 50 = 300 W. LED : 6 × 8 = 48 W.

2. Halogènes : E = 300 × 4 = 1 200 Wh = 1,2 kWh.
LED : E = 48 × 4 = 192 Wh = 0,192 kWh.

3. Halogènes : 1,2 × 365 = 438 kWh ; coût = 438 × 0,20 = 87,60 €.
LED : 0,192 × 365 = 70,08 kWh ; coût = 70,08 × 0,20 ≈ 14,02 €.

4. 87,60 − 14,02 = 73,58 € d'économie par an, environ.

5. Une grande partie de l'énergie de l'halogène part en chaleur, pas en lumière. Pour la même lumière, il lui faut une plus grande puissance (50 W au lieu de 8 W).

Exercice 15 La multiprise du chantier (C2, C5) Standard

Sur un chantier, un électricien utilise une multiprise de chantier marquée 16 A, branchée sur 230 V. Il y branche un radiateur soufflant de 2 000 W.

AppareilPuissance
radiateur soufflant2 000 W
perforateur800 W
scie sauteuse600 W
projecteur de chantier500 W
1. Calcule l'intensité du courant qui traverse le radiateur soufflant. Arrondis au dixième.
2. Calcule la puissance maximale que supporte la multiprise.
3. L'électricien fait marcher en même temps le radiateur, le perforateur et la scie sauteuse. La multiprise est-elle surchargée ?
4. Il veut ajouter le projecteur. Que se passe-t-il ? Que lui conseilles-tu ?

1. I = P ÷ U = 2 000 ÷ 230 ≈ 8,7 A.

2. Pmax = U × I = 230 × 16 = 3 680 W.

3. 2 000 + 800 + 600 = 3 400 W. 3 400 W est plus petit que 3 680 W : la multiprise n'est pas surchargée.

4. 3 400 + 500 = 3 900 W, plus grand que 3 680 W : la multiprise serait surchargée (les fils chauffent, risque d'incendie). Conseil : brancher le radiateur seul sur une prise murale, et les outils sur la multiprise.

Exercice 16 Recharger la voiture électrique (C2, C3, C4) Standard

Le soir, la tante de Kenza recharge sa voiture électrique sur une prise de la maison, avec le câble livré avec la voiture. La tension est de 230 V et l'intensité de 10 A. La recharge dure 8 h pendant la nuit.

1. Calcule la puissance de la recharge, en W puis en kW.
2. Calcule l'énergie reçue par la batterie de la voiture pendant la nuit, en kWh.
3. Calcule le coût de cette recharge (environ 0,20 € le kWh).
4. Une borne plus puissante recharge plus vite. Pour la même énergie, au même prix du kWh, la recharge coûte-t-elle plus cher ? Explique.

1. P = U × I = 230 × 10 = 2 300 W, soit 2,3 kW.

2. E = P × t = 2,3 × 8 = 18,4 kWh.

3. Coût = 18,4 × 0,20 = 3,68 € environ.

4. Non. Le coût dépend de l'énergie (en kWh), pas de la puissance. Même énergie, même prix du kWh : même coût. La borne puissante va seulement plus vite.

Exercice 17 Deux mois de compteur (C4) Standard

Dans une maison chauffée à l'électricité, Sami relève l'index du compteur le premier jour de chaque mois.

Date du relevé1er novembre1er décembre1er janvier
Index du compteur45 120 kWh45 540 kWh46 020 kWh
1. Calcule la consommation du mois de novembre.
2. Calcule la consommation du mois de décembre.
3. Calcule le coût de chaque mois (environ 0,20 € le kWh).
4. Novembre a 30 jours. Combien de kWh la maison utilise-t-elle en moyenne par jour en novembre ?
5. Donne une raison pour laquelle la maison consomme plus en décembre.

1. Novembre : 45 540 − 45 120 = 420 kWh.

2. Décembre : 46 020 − 45 540 = 480 kWh.

3. Novembre : 420 × 0,20 = 84 €. Décembre : 480 × 0,20 = 96 €.

4. 420 ÷ 30 = 14 kWh par jour en moyenne.

5. En décembre, il fait plus froid : les radiateurs marchent plus longtemps. Les nuits sont aussi plus longues : on allume la lumière plus tôt.

Approfondissement — je résous seul

Exercice 18 Une journée d'hiver chez Kenza (C3, C4, C5) Approfondissement

Voici les appareils utilisés chez Kenza pendant une journée d'hiver. Prix : environ 0,20 € le kWh.

AppareilPuissanceDurée de marche
radiateur1 500 W6 h
four2 000 W45 min
télévision100 W4 h
console de jeu200 W2 h
5 lampes LED8 W chacune5 h
1. Calcule l'énergie utilisée par chaque appareil dans la journée, en kWh.
2. Calcule l'énergie totale de la journée, puis son coût.
3. Quel appareil utilise le plus d'énergie ? Utilise-t-il plus de la moitié de l'énergie totale ?
4. Kenza baisse le chauffage : le radiateur ne marche plus que 5 h. Calcule l'économie par jour, en kWh et en euros.
5. Pour aller plus loin : 1 Wh = 3 600 J. Écris l'énergie de la console en joules.

1. Radiateur : 1,5 kW × 6 h = 9 kWh.
Four : 45 min = 0,75 h ; 2 kW × 0,75 h = 1,5 kWh.
Télévision : 0,1 kW × 4 h = 0,4 kWh.
Console : 0,2 kW × 2 h = 0,4 kWh.
Lampes : 5 × 8 = 40 W = 0,04 kW ; 0,04 × 5 = 0,2 kWh.

2. Total : 9 + 1,5 + 0,4 + 0,4 + 0,2 = 11,5 kWh. Coût : 11,5 × 0,20 = 2,30 €.

3. Le radiateur (9 kWh). La moitié du total est 11,5 ÷ 2 = 5,75 kWh ; 9 kWh est plus grand : oui, le radiateur utilise plus de la moitié de l'énergie.

4. Radiateur sur 5 h : 1,5 × 5 = 7,5 kWh. Économie : 9 − 7,5 = 1,5 kWh par jour, soit 1,5 × 0,20 = 0,30 € par jour.

5. Console : 0,4 kWh = 400 Wh. 400 × 3 600 = 1 440 000 J. Le joule est une toute petite unité.

Exercice 19 Organiser les prises de l'atelier (C2, C5) Approfondissement

Dans l'atelier de menuiserie, le radiateur soufflant (2 000 W) est branché seul sur une prise murale. Les autres outils marchent en même temps. Le menuisier a deux multiprises de 16 A, branchées sur 230 V.

OutilPuissance
scie circulaire1 400 W
aspirateur d'atelier1 200 W
perceuse750 W
ponceuse300 W
lampe de travail50 W
1. Calcule l'intensité du courant dans le radiateur soufflant. Arrondis au dixième.
2. Le menuisier veut brancher les cinq outils sur une seule multiprise. Est-ce possible ? Justifie par un calcul.
3. Propose une façon de répartir les outils sur les deux multiprises. Vérifie qu'aucune n'est surchargée.
4. Pour la multiprise la plus chargée de ta répartition, calcule l'intensité dans son câble.

1. I = P ÷ U = 2 000 ÷ 230 ≈ 8,7 A.

2. Puissance maximale d'une multiprise : 230 × 16 = 3 680 W. Total des outils : 1 400 + 1 200 + 750 + 300 + 50 = 3 700 W. 3 700 W est plus grand que 3 680 W : non, la multiprise serait surchargée, même si c'est de peu.

3. Exemple de répartition :
multiprise 1 : scie + aspirateur = 1 400 + 1 200 = 2 600 W ;
multiprise 2 : perceuse + ponceuse + lampe = 750 + 300 + 50 = 1 100 W.
Les deux totaux sont plus petits que 3 680 W : aucune n'est surchargée. (D'autres répartitions sont justes, si chaque total reste sous 3 680 W.)

4. Multiprise 1 : I = P ÷ U = 2 600 ÷ 230 ≈ 11,3 A, plus petit que 16 A.