Première S 2015-2016
Kartable
Première S 2015-2016

Calculer l'énergie dissipée par effet Joule par un récepteur

Méthode 1

À partir de l'intensité

On peut déterminer l'énergie que dissipe par effet Joule un récepteur à partir de sa résistance, de l'intensité qui le traverse et de sa durée de fonctionnement.

Soit un récepteur ayant une résistance interne de 15 Ω parcouru par un courant de 30 mA, pendant un temps de 40 secondes. Calculer l'énergie que ce récepteur dissipe par effet Joule.

Etape 1

Rappeler l'expression de l'énergie dissipée par effet Joule en fonction de la résistance, de l'intensité qui le traverse et de la durée de fonctionnement

On rappelle l'expression de l'énergie E dissipée par effet Joule par un récepteur en fonction de sa résistance R, de l'intensité I qui le traverse et de la durée Δt de fonctionnement : E=R×I2×Δt.

L'énergie dissipée par effet Joule a pour expression :

E=R×I2×Δt

Etape 2

Repérer la résistance, l'intensité et la durée de fonctionnement

On repère, dans l'énoncé, la résistance R, l'intensité I et la durée de fonctionnement Δt.

L'énoncé donne :

  • La résistance interne du récepteur : R=15 Ω
  • L'intensité qui traverse le récepteur : I=30 mA
  • La durée de fonctionnement : Δt=40 s
Etape 3

Convertir, le cas échéant

Le cas échéant, on convertit les grandeurs données, afin que :

  • La résistance soit exprimée en Ohm (Ω)
  • L'intensité soit exprimée en Ampères (A)
  • La durée de fonctionnement soit exprimée en secondes (s)

Ici, il faut convertir l'intensité :

I=30 mA

Soit :

I=30×103 A

Etape 4

Effectuer l'application numérique

On effectue l'application numérique, le résultat étant alors l'énergie que le récepteur a dissipé par effet Joule (exprimée en Joules (J)) et devant être écrit avec autant de chiffres significatifs que la donnée qui en a le moins.

On obtient :

E=15×(30×103)×40

E=0,54 J

Méthode 2

À partir de la tension

On peut déterminer l'énergie que dissipe par effet Joule un récepteur à partir de sa résistance, de la tension entre ses bornes et de sa durée de fonctionnement.

Soit un récepteur ayant une résistance interne de 10 k Ω fonctionnant pendant 2 minutes sous une tension de 12 V. Calculer l'énergie que ce récepteur dissipe par effet Joule.

Etape 1

Rappeler l'expression de l'énergie dissipée par effet Joule en fonction de la résistance, de la tension entre ses bornes et de la durée de fonctionnement

On rappelle l'expression de l'énergie E dissipée par effet Joule par un récepteur en fonction de sa résistance R, de la tension U entre ses bornes et de la durée Δt de fonctionnement : E=U2R×Δt.

L'énergie dissipée par effet Joule a pour expression :

E=U2R×Δt

Etape 2

Repérer la résistance, la tension et la durée de fonctionnement

On repère, dans l'énoncé, la résistance R, la tension U et la durée de fonctionnement Δt.

L'énoncé donne :

  • La résistance interne du récepteur : R=10 k Ω
  • La tension entre les bornes du récepteur : U=12 V
  • La durée de fonctionnement : Δt=2 min
Etape 3

Convertir, le cas échéant

Le cas échéant, on convertit les grandeurs données, afin que :

  • La résistance soit exprimée en Ohm (Ω)
  • La tension soit exprimée en Volts (V)
  • La durée de fonctionnement soit exprimée en secondes (s)

Ici, il faut convertir :

  • La résistance : R=10 k Ω, soit R=10×103Ω
  • La durée de fonctionnement : Δt=2 min, soit Δt=2×60=120 s
Etape 4

Effectuer l'application numérique

On effectue l'application numérique, le résultat étant alors l'énergie que le récepteur a dissipé par effet Joule, (exprimée en Joules (J)) et devant être écrit avec autant de chiffres significatifs que la donnée qui en a le moins.

On obtient :

E=12210×103×120

E=1,7 J

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