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BLOC 1 · LES BASES DE L'ÉLECTRICITÉ · MODULE 2

La loi d'Ohm et la puissance

Relier U, R et I — puis calculer une puissance et une énergie sans hésiter

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Au module 1, tu as appris à nommer le courant (I), la tension (U) et la résistance (R). Place maintenant aux chiffres : ce module te donne les quatre formules qui reviennent sans arrêt, à l'examen comme sur le chantier. Rien de sorcier — juste un peu de méthode et d'entraînement.

1. Rappel express : U pousse, I circule, R freine

1. Rappel express : U pousse, I circule, R freine

Trois grandeurs, une seule image — le circuit d'eau. La tension U pousse (comme une pression) : elle se mesure en volts (V). L'intensité I circule (comme un débit) : en ampères (A). La résistance R freine (comme un étranglement) : en ohms (Ω).

Tu sens déjà qu'elles sont liées : pousse plus fort, le débit monte ; resserre le passage, le débit baisse. Ce module met enfin des chiffres sur cette intuition.

◆ U pousse (V) · I circule (A) · R freine (Ω). Trois grandeurs liées : place aux formules.

2. La loi d'Ohm : U = R × I

2. La loi d'Ohm : U = R × I

La relation reine, c'est la loi d'Ohm : U = R × I. La tension aux bornes d'une résistance (en volts) est égale à sa résistance (en ohms) multipliée par l'intensité qui la traverse (en ampères).

Le moyen mnémotechnique du métier, c'est le triangle : U tout en haut, R et I en bas. Tu caches du doigt la grandeur cherchée, et le triangle te donne la formule : cache U → il reste R × I ; cache R → il reste U / I ; cache I → il reste U / R.

Trois écritures, une seule loi : U = R × I, R = U / I, I = U / R. Selon ce que tu connais et ce que tu cherches, tu choisis la bonne.

◆ U = R × I. Le triangle : cache la grandeur cherchée, lis la formule. U=RI · R=U/I · I=U/R.

3. La loi d'Ohm en chiffres

3. La loi d'Ohm en chiffres

Rien ne remplace le calcul à la main. Trois cas types, tous vérifiables.

Je cherche I. Un radiateur de résistance 23 Ω sous 230 V : I = U / R = 230 / 23 = 10 A.

Je cherche R. Une lampe traversée par 0,5 A sous 230 V : R = U / I = 230 / 0,5 = 460 Ω.

Je cherche U. Une résistance de 6 Ω parcourue par 2 A : U = R × I = 6 × 2 = 12 V.

Le réflexe avant de taper sur la calculette : vérifier que tout est en V, Ω et A. Pas de millivolts ni de milliampères qui traînent, sinon le résultat part à l'ouest.

◆ 230 / 23 = 10 A · 230 / 0,5 = 460 Ω · 6 × 2 = 12 V. Toujours en V, Ω, A.

4. La puissance : P = U × I

4. La puissance : P = U × I

La puissance mesure ce qu'un appareil consomme à chaque instant : symbole P, unité le watt (W). La formule reine : P = U × I.

Exemple : une bouilloire qui tire 8,7 A sous 230 V développe P = 230 × 8,7 ≈ 2 000 W, soit 2 kW (1 kilowatt = 1 000 watts).

Mais le plus souvent, sur le chantier, c'est l'inverse qui sert : tu lis la plaque signalétique de l'appareil — elle indique sa tension et sa puissance — et tu en déduis le courant qu'il va appeler avec I = P / U. Un four de 2 300 W sous 230 V : I = 2300 / 230 = 10 A. C'est ce courant qui décide du calibre du disjoncteur et de la section du câble.

◆ P = U × I (watts). Et surtout I = P / U pour trouver le courant d'un appareil : 2300 W sous 230 V = 10 A.

5. La puissance dissipée et l'effet Joule

5. La puissance dissipée et l'effet Joule

En remplaçant U par R × I dans P = U × I, on obtient une autre forme très utile : P = R × I². La puissance « perdue » dans une résistance dépend du carré du courant.

Le carré, ça change tout : si le courant double, la puissance dissipée est multipliée par quatre (2² = 4). Cette puissance se transforme en chaleur : c'est l'effet Joule.

L'effet Joule est ton allié dans un radiateur, un grille-pain ou un chauffe-eau (on veut de la chaleur). Il est ton ennemi dans un conducteur sous-dimensionné : un fil trop fin pour le courant qu'il transporte chauffe, son isolant se dégrade, et c'est le départ d'incendie. D'où l'obsession du métier : la bonne section de câble pour le bon courant.

◆ P = R × I². Courant ×2 → chaleur ×4. Effet Joule : utile dans un radiateur, dangereux dans un fil trop fin.

6. L'énergie : E = P × t

6. L'énergie : E = P × t

La puissance, c'est l'instant ; l'énergie électrique, c'est ce qui s'accumule dans le temps — et ce que tu paies. Formule : E = P × t (puissance × durée).

L'unité légale est le joule, mais ton compteur, lui, compte en kilowattheures (kWh) : 1 kWh = un appareil de 1 000 W qui fonctionne pendant 1 heure.

Exemples concrets. Un radiateur de 2 kW allumé 5 heures : E = 2 × 5 = 10 kWh. Une box internet de 10 W laissée allumée 24 h : E = 0,01 kW × 24 h = 0,24 kWh par jour — minuscule à l'unité, mais 365 jours par an et multiplié par tous les petits appareils, ça finit par compter.

◆ E = P × t, comptée en kWh (1 kWh = 1 000 W pendant 1 h). Radiateur 2 kW × 5 h = 10 kWh.

7. Les 4 formules et la méthode

7. Les 4 formules et la méthode

Tu tiens le kit complet du calcul électrique :

U = R × I (loi d'Ohm) · P = U × I (puissance) · P = R × I² (puissance dissipée, effet Joule) · E = P × t (énergie).

Avec ces quatre relations, tu traites la quasi-totalité des applications numériques de l'examen. La méthode est toujours la même : 1) repère les grandeurs données et leurs unités ; 2) repère la grandeur cherchée ; 3) choisis LA formule qui les relie ; 4) calcule, puis vérifie que l'ordre de grandeur est plausible (une lampe ne tire pas 50 A, un four ne tire pas 0,01 A).

◆ U=R×I · P=U×I · P=R×I² · E=P×t. Méthode : données → cherchée → formule → ordre de grandeur.

Tu as tout lu ? Vérifie que ça tient.

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