Grandeurs et unités électriques
L'électricité se décrit à l'aide de plusieurs grandeurs physiques. Pour lire une fiche technique, interpréter les mesures d'un appareil ou comprendre les résultats d'une simulation, il est important de savoir ce que représentent ces grandeurs et dans quelles unités elles s'expriment.
- La tension électrique
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La tension, notée \(U\), représente la différence de potentiel entre deux points d'un circuit. Elle indique à quel point les charges électriques sont "poussées" pour se déplacer. Son unité est le volt \((\mathrm{V})\). Exemples : une pile AA fournit environ \(1{,}5\ \mathrm{V}\) ; le réseau domestique en Europe fournit environ \(230\ \mathrm{V}\).
- Le courant électrique
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Le courant, noté \(I\), représente le débit de charges électriques qui traversent un conducteur. Son unité est l'ampère \((\mathrm{A})\). Un courant de \(1\ \mathrm{A}\) signifie qu'une certaine quantité de charges traverse le conducteur chaque seconde. Exemples : quelques milliampères \((\mathrm{mA})\) dans une carte électronique, plusieurs ampères dans un appareil de chauffage.
- La puissance électrique
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La puissance, notée \(P\), indique la vitesse à laquelle l'énergie est fournie ou consommée. Son unité est le watt \((\mathrm{W})\). Une puissance de \(1000\ \mathrm{W}\) (\(1\ \mathrm{kW}\)) signifie que le système consomme ou fournit 1000 joules d'énergie par seconde. Exemples : une ampoule LED de \(10\ \mathrm{W}\), un panneau photovoltaïque de \(400\ \mathrm{W}\), un radiateur de \(2\ \mathrm{kW}\).
- L'énergie électrique
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L'énergie, notée \(E\), mesure la quantité totale d'électricité produite ou consommée pendant une certaine durée. Dans le Système international, l'unité de base est le joule \((\mathrm{J})\), mais en électricité on utilise très souvent le watt-heure \((\mathrm{Wh})\) et surtout le kilowatt-heure \((\mathrm{kWh})\). Exemple : une consommation de \(5\ \mathrm{kWh}\) signifie que l'on a utilisé, au total, l'équivalent de \(5\ \mathrm{kW}\) pendant une heure.
À retenir – Principales grandeurs électriques
- Tension : symbole \(U\), unité volt \((\mathrm{V})\)
- Courant : symbole \(I\), unité ampère \((\mathrm{A})\)
- Puissance : symbole \(P\), unité watt \((\mathrm{W})\)
- Énergie : symbole \(E\), unités joule \((\mathrm{J})\), watt-heure \((\mathrm{Wh})\), kilowatt-heure \((\mathrm{kWh})\)
Préfixes (m, k, M)
En pratique, les valeurs rencontrées peuvent être très petites ou très grandes. On utilise donc des préfixes pour simplifier l'écriture des unités :
| k (kilo) | _ | _ | Unité | _ | _ | m (milli) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | ||||||
| 1 | 0 | 0 | 0 | |||
| 0, | 0 | 0 | 1 |
- \(\mathrm{m}\) (milli) \(= 10^{-3}\) → \(1\ \mathrm{mA} = 0{,}001\ \mathrm{A}\)
- \(\mathrm{k}\) (kilo) \(= 10^{3}\) → \(1\ \mathrm{kW} = 1000\ \mathrm{W}\)
- \(\mathrm{M}\) (méga) \(= 10^{6}\) → \(1\ \mathrm{MW} = 1\ 000\ 000\ \mathrm{W}\)
Conversion d'énergie