Énergie électrique

L'énergie électrique est l'énergie transférée ou emmagasinée grâce à l’électricité[1]. Cette énergie est transférée d'un système à un autre par un mouvement de charges. Elle n'est pas une véritable énergie comme l'énergie cinétique ou l'énergie potentielle, mais un vecteur énergétique, un moyen de transférer l'énergie comme le sont la chaleur ou le travail.

Les systèmes susceptibles de fournir de l'énergie par transfert électrique sont les alternateurs, présents dans pratiquement toute installation de production d'électricité, ou des systèmes chimiques comme les piles. Les systèmes susceptibles de transformer l'énergie issue de l'électricité sont par exemple les résistances électriques, qui la transforment en énergie thermique, les moteurs, qui la transfèrent par un travail mécanique, les lampes, qui la transforment en rayonnement et en énergie thermique, et d'autres systèmes électrotechniques ou électroniques. Le transport d'énergie électrique se fait au moyen d'un conducteur électrique, par exemple un métal ou une solution ionique.

L’énergie électrique ne peut pas être emmagasinée en grande quantité sans être transformée. Seules de petites quantités de charges électriques le peuvent, sous forme d’énergie dite électrostatique (ou énergie potentielle électrostatique), par exemple dans les condensateurs et supercondensateurs.

L’expression « énergie électrique » est impropre en physique mais est une commodité de langage permettant d’indiquer que l’électricité requiert et transporte de l’énergie. Pour stocker de l’énergie fournie par transfert électrique, il faut utiliser un convertisseur capable de stocker l’énergie reçue, par exemple en énergie chimique, dans les accumulateurs, ou la convertir en énergie mécanique ou en énergie potentielle (par exemple dans une STEP ou un barrage hydro-électrique).

Énergie et courant électrique

Relation entre puissance et énergie en régime permanent

L'apport d'énergie électrique est proportionnel à la tension électrique[2][réf. incomplète] :

,

 :

Avec , l'énergie échangée devient :

,

 :

  • est le courant, en ampères
  • est la puissance électrique échangée, en watts
  • est la durée de l'échange, en secondes.

Unité de mesure

Une unité de mesure commode, utilisée pour mesurer les grosses quantités d'énergie électrique, est le kilowattheure (kWh) :

sachant que :

.

Loi de Joule

La loi de Joule définit le dégagement d'énergie (dissipée sous forme de chaleur) d'un résistor ou résistance parcouru par un courant électrique.

Pour un résistor de résistance traversé par un courant d'intensité ,

.

Donc

 :

  • est en joules ;
  • est en ohms ;
  • est en ampères ;
  • est en secondes.

Énergie potentielle électrique

L’énergie potentielle électrique (ou énergie électrostatique) est une énergie potentielle (mesurée en joules) qui résulte des forces de Coulomb et est associée à la configuration d'un ensemble particulier de charges électriques ponctuelles dans un système défini. L’énergie potentielle électrique d’un objet dépend de deux paramètres : sa propre charge électrique et sa position par rapport à d'autres objets chargés électriquement[3].

L’énergie potentielle électrique est notamment utilisée dans les condensateurs[4].

Notes et références

  1. Définitions lexicographiques et étymologiques de « Énergie » (sens IIA1) dans le Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales.
  2. (en) Hugh D. Young et Roger A. Freedman, University Physics (en), Pearson, , 15e éd., 1328 p. (ISBN 9780135206430).
  3. « Le potentiel électrique » [PDF], Inter-University Institute For High Energies (consulté en janvier 2015).
  4. « Énergie électrostatique d'un condensateur », Unisciel (consulté en janvier 2015).

Articles connexes

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