Chapitre 2 – Grandeurs électriques et circuits | 2nde Bac Pro TNE | Physique – Chimie | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 14 août 2026, 23:55
Nadia, électricienne, intervient chez un client qui trouve sa facture élevée. Elle relève la puissance des appareils et estime leur consommation pour conseiller le client.
Calcule la puissance de la plaque à induction : P = U × I avec U = 230 V et I = 8,7 A.
\(P = 230 \times 8{,}7 \approx \mathbf{2\,000\ W}\) (2 kW).
Le chauffe-eau (1 800 W) fonctionne 3 h/jour. Calcule l'énergie consommée par jour (kWh) puis par an (365 j).
Par jour : \(1{,}8 \times 3 = 5{,}4\) kWh. Par an : \(5{,}4 \times 365 = \mathbf{1\,971}\) kWh.
Ouvre la simulation. Avec les réglages de départ, relève l'énergie totale annuelle et la facture.
Avec les réglages de départ (chauffage 5 mois/an, prix 0,25 €/kWh), la simulation affiche Énergie totale ≈ 5 381 kWh et Facture / an ≈ 1 345 €. Elle signale aussi le poste le plus gourmand : le chauffe-eau (1 971 kWh/an, soit 37 % du total).
D'après la simulation, quels sont les 2-3 postes les plus consommateurs ? Étaient-ils prévisibles ?
Aux réglages de départ : le chauffe-eau (1 971 kWh/an), le chauffage (1 125 kWh/an), puis les plaques de cuisson (511 kWh/an) — forte puissance et/ou longue durée. Le réfrigérateur (394 kWh/an), peu puissant mais permanent, pèse presque autant : c'est l'objet de la question suivante.
Un appareil de faible puissance peut-il consommer beaucoup ? Teste le réfrigérateur (45 W, 24 h/24) : calcule son énergie annuelle.
\(45\ \text{W} \times 24 \times 365 = 394\,200\ \text{Wh} \approx \mathbf{394}\) kWh/an. Oui : une faible puissance × une longue durée donne une énergie importante (effet du temps dans E = P×t).
Dans la simulation, réduis la durée du chauffage de 5 h/j à 3 h/j (sans toucher aux autres réglages). De combien baisse la facture annuelle ?
Le chauffage passe de \(1{,}5 \times 5 \times 150 = 1\,125\) kWh à \(1{,}5 \times 3 \times 150 = 675\) kWh (5 mois ≈ 150 jours), soit 450 kWh de moins. La facture baisse de \(450 \times 0{,}25 = \mathbf{112{,}50\ \text{€}}\) par an : elle passe d'environ 1 345 € à 1 233 €.
Pourquoi est-il plus efficace d'agir sur le chauffage et le chauffe-eau que sur l'éclairage pour réduire la facture ?
Le chauffage et le chauffe-eau combinent forte puissance et longue durée → ce sont les plus gros postes (E = P×t). L'éclairage LED, peu puissant, pèse peu : agir dessus rapporte peu.
Rédige en 4 lignes les conseils de Nadia au client pour réduire sa facture.
« C'est l'énergie (kWh) qui est facturée, pas la puissance. Vos plus gros postes sont le chauffage et le chauffe-eau : baissez d'un degré, programmez le chauffe-eau en heures creuses. Pensez aussi aux appareils permanents (frigo, box) : peu puissants mais allumés en continu. Réduire la consommation fait baisser la facture et le CO₂. »
La plaque (2 kW) est utilisée 0,7 h/jour. Quelle énergie annuelle et quel coût (0,25 €/kWh) ?
\(2 \times 0{,}7 \times 365 = 511\) kWh/an ; coût \(511 \times 0{,}25 \approx \mathbf{128\ \text{€}/an}\).
Réponse à la problématique : les plus gros postes sont le chauffage et le chauffe-eau (forte puissance × longue durée). On estime la consommation avec P = U×I puis E = P×t (en kWh).
📚 Cette activité s'appuie sur les grandeurs électriques et la puissance (leçon Ch02).