Énergie électrique : E = Pt

L'énergie consommée par un appareil dépend de sa puissance et de la durée de fonctionnement.

1 L'idée

Un appareil électrique convertit l'énergie électrique en une autre forme : thermique (radiateur), lumineuse (ampoule), mécanique (moteur). La quantité d'énergie électrique transférée pendant le fonctionnement est notée $E$.

Elle dépend de deux grandeurs :

la puissance $P$ (en watts, W) : cadence à laquelle l'énergie est transférée ;
la durée $t$ (en secondes, s) de fonctionnement.

En pratique, les consommations domestiques se mesurent en watt-heure (Wh) ou en kilowatt-heure (kWh) — les unités des compteurs et des factures.

2 Formules

Énergie électrique

$E = P \times t$

Formules dérivées

$P = \dfrac{E}{t} \qquad t = \dfrac{E}{P}$

Wh → J

$1\,\text{Wh} = 3\,600\,\text{J}$

kWh → J

$1\,\text{kWh} = 3\,600\,000\,\text{J}$

3 Exemple — Calculer l'énergie consommée

Un fer à repasser de $P = 2\,000$ W fonctionne $t = 30$ min.

Convertir la durée : $t = 30\,\text{min} = 30 \times 60 = 1\,800$ s

Appliquer la formule : $E = P \times t = 2\,000 \times 1\,800 = 3\,600\,000$ J

Convertir en kWh : $E = \dfrac{3\,600\,000}{3\,600\,000} = 1$ kWh

Méthode — Appliquer E = Pt

Relever $P$ (en W) et $t$ dans l'énoncé.
Choisir le système d'unités : $t$ en secondes → $E$ en joules ; $t$ en heures → $E$ en watt-heures.
Convertir $t$ si nécessaire : minutes × 60 → secondes, ou minutes ÷ 60 → heures.
Calculer $E = P \times t$.
Convertir le résultat si demandé : $\div\,3\,600$ pour J → Wh ; $\div\,3\,600\,000$ pour J → kWh.

Erreurs fréquentes

Oublier de convertir les minutes : $t = 20\,\text{min} \neq 20\,\text{s}$ et $\neq 20\,\text{h}$.
Mélanger les systèmes : avec $P$ en W et $t$ en heures, $E$ est en Wh — pas en joules.
Confondre puissance et énergie : la puissance $P$ est une vitesse de transfert (W = J/s) ; l'énergie $E$ est la quantité totale transférée. Un appareil puissant ne consomme pas forcément beaucoup d'énergie s'il fonctionne peu longtemps.