Calculer la consommation d’énergie électrique

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Fiches
Classe(s) : 3e | Thème(s) : L'énergie et ses conversions


Télévision, ordinateur, box, réfrigérateur, luminaires… quel est le coût d’utilisation des différents appareils électrique de notre quotidien ?

RAPPELS DE COURS

1 La consommation d’énergie électrique

A Le compteur électrique

mot clé La consommation d’énergie électrique est l’ensemble de l’énergie électrique utilisée par une installation pendant une certaine durée.

À la maison, le compteur électrique mesure la consommation d’énergie électrique cumulée des différents appareils branchés sur le secteur.

B Énergie et puissance

L’énergie électrique ΔE consommée par un appareil dépend à la fois de sa durée de fonctionnement Δt et de sa puissance électrique P. Elle s’exprime par la relation :

ΔE=P×Δt 

avec ΔE en joules (J), P en watts (W), Δt en secondes (s) ;

ou ΔE en kilowattheures (kWh), P en kilowatts (kW), Δt en heures (h).

On a : 1 kWh = 1 000 W × 3 600 s = 3,6 × 106 J.

2 Le coût de l’électricité consommée

Avant de se connecter au réseau de distribution d’électricité, un particulier doit choisir son type d’abonnement. Cela correspond à la puissance maximale que pourra consommer l’ensemble de la maison à un moment donné. Si ce seuil est dépassé, l’installation dispose d’un système de sécurité et disjoncte pour éviter une surchauffe.

À ce forfait, il faut ajouter la somme due pour la consommation d’énergie électrique réelle, relevée par le compteur électrique sur une durée donnée. Connaissant le coût du kilowattheure (environ 0,15 /kWh), on a la relation :

prix à payer=nombre de kWh utilisés×prix de 1 kWh .

MÉTHODES

1 Comparer des consommations d’énergie électrique

Vous venez d’acheter un nouvel aspirateur sur lequel est indiqué « contrôle de puissance variable 350-1 600 W ».

Le tableau suivant donne des précisions sur les deux modes de puissance d’aspiration. Quel est le mode le plus économique ?

Mode

Temps

puissance mini

12 min

puissance maxi

2 min

Solution

On compare l’énergie consommée pour chaque mode.

Puissance

Temps

Énergie consommée

350 W

12 min

350 × 12 = 4 200 Wmin

1 600 W

2 min

1 600 × 2 = 3 200 Wmin

Le mode puissance maxi est donc plus économique.

2 Calculer le coût de l’électricité consommée

Un téléviseur consomme 50 W en fonctionnement normal et 5 W en veille.

Ce téléviseur est utilisé en moyenne 4 heures par jour.

Le coût du kilowattheure est de 0,15 /kWh.

a. Quels sont la consommation annuelle de l’appareil et son coût annuel en fonctionnement normal ?

b. Quels sont la consommation annuelle de l’appareil et son coût annuel en veille ?

Solution

a. Consommation annuelle en fonctionnement normal :

h/jour × 365 jours × 0,050 kW = 73 kWh.

Coût annuel de l’appareil en fonctionnement :

73 kWh × 0,15 /kWh = 10,95 .

b. Consommation annuelle en veille :

20 h/jour × 365 jours × 0,005 kW = 36,5 kWh.

Coût annuel en mode veille :

36,5 kWh × 0,15 /kWh = 5,47 .