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
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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).