FICHE D’EXERCICES

PUISSANCE ET ENERGIE ELECTRIQUE : 10eme ANNEE

Exercice I :Une lampe porte les indications 6 𝑉 − 1𝑊.
1. Donner la signification de chacune de ces indications.
2. Calculer l’intensité du courant qui traverse la lampe quand elle fonctionne normalement.
3. Quelle est la valeur de la résistance de la résistance en fonctionnement normal (filament à chaud) ?
4. Avec un ohmmètre, la résistance mesurée n’est que 8 𝛺 (filament à froid car la lampe ne brille pas),
comment varie la résistance de cette lampe avec la température ?
Exercice II : Dans son appartement au quartier Maroc, le père de KONE dispose des appareils
suivants :
- Un poste téléviseur de puissance 98𝑊.
- Un réfrigérateur de 160𝑊.
- Deux lampes néon de 38𝑊 chacune.
- Une autre lampe de 60𝑊.
- Un fer à repasser sur lequel on lit (220𝑉 − 1000𝑊).
1. Indique ce que représentent les inscriptions portées sur le fer à repasser.
2. Indique comment on détermine la puissance totale consommée dans une installation électrique.
3. détermine la puissance totale que consomment tous les appareils s’ils fonctionnaient simultanément.
4. Le père de KONE a fait un abonnement 5A du secteur 220𝑉 à l’EDG.
a. Déterminer la puissance maximale disponible pour cet abonnement.
b. Dire si le père de KONE peut faire fonctionner tous ses appareils simultanément. Indiquer la raison.
5. Il fait fonctionner ses appareils selon la durée indiquée dans le tableau ci-dessous :
Réfrigérateur Télévision Lampe néon Lampe simple Fer à repasser
Durée de 3h 5h 3h 3h 1⁄ ℎ
fonctionnement 2
a. Donner l’expression de l’énergie électrique consommée par un appareil électrique.
b. Déterminer l’énergie électrique E consommée par tous les appareils par jour.
c. Déterminer l’énergie consommée en deux mois (60 jours).
6. Déterminer le montant de la facture si le 𝐾𝑊ℎ coȗte 60F et que les autres taxes se chiffrent à
2510F.
Exercice III :Un abonné de l’EDG utilise dans son habitation un téléviseur de 150 𝑊, un fer à
repasser de 1000 𝑊, un réfrigérateur de 0,3𝐾𝑊, cinq lampes de 75 𝑊 chacune. L’abonné a souscrit
une puissance de 1,1 𝐾𝑊.
a. Calculer la puissance totale de l’installation.
b. L’abonné peut-il brancher simultanément tous ces appareils ?
c. Cite des appareils que l’abonné peut brancher simultanément.
Exercice IV : L’appartement de Mamadi est alimenté à partir d’un compteur de 5 A par l’EDG. La
tension de distribution est 220 V.
a. De puissance électrique maximale dispose-t-il dans son appartement ?
b. Mamadi possède un réchaud électrique de puissance nominale 1500 𝑊. Il désire l’utiliser pour faire
cuire du poisson. Le peut-il ?
c. Mamadi branche un aspirateur de 800 𝑊. Combien de lampes de 60 𝑊 peut-il utiliser
simultanément ?
d. Quel est le coȗt d’une heure de nettoyage avec l’aspirateur si le prix du 𝐾𝑊ℎ est de 65 𝐹 ?
Exercice V : On considère le montage schématisé ci-après. Lorsque le circuit est fermé,
l’ampèremètre indique 𝐼 = 255 𝑚𝐴 et, sur le voltmètre, on lit 𝑈 = 12 𝑉.
1. Déterminer la puissance dissipée par le conducteur ohmique R.
2. Trouver la valeur de la résistance du conducteur ohmique R.
3. Calculer en joule puis en wattheure l’énergie électrique «pendant 15 minutes par R.
Exercice VI : Fer à repasser électrique porte les indications suivantes : 550 𝑊 − 220 𝑉.
1. Que signifient ces indications ?
2. Quelle est l’intensité du courant lorsque le fer est branché sur une prise de 220 𝑉 ?
3. Calculer la résistance de ce fer.
Exercice VII : Un père reproche à ses enfants de gaspiller l’argent parce qu’ils utilisent des ampoules
de 100 𝑊. ≪Des lampes de 25 𝑊 suffiraient dit-il.≫ Le circuit comporte en série 5 lampes de 100 𝑊
qui fonctionnent en moyenne 4 heures par jour. La tension étant 220 𝑉. Le prix du Kilowattheure 100
Francs.
On demande :
1. l’intensité du courant qui traverse chaque lampe.
2. L’énergie consommée par mois (30 jours) par les 5 lampes exprimée en 𝐾𝑊ℎ.
3. Quelle somme d’argent devrait-on économiser si on remplaçait les ampoules 100 𝑊 par des
ampoules de 25 𝑊 ?
Exercice VIII : Un radiateur ayant fonctionné pendant 6 ℎ𝑒𝑢𝑟𝑒𝑠 a consommé une énergie électrique
de 4,8 𝐾𝑊ℎ.
1. Quelle est en joules, l’énergie électrique consommée par le radiateur ?
2. Quelle est la puissance ?
3. Un compteur de constance 𝐶 = 4 𝑊ℎ/𝑡𝑟 enregistre l’énergie consommée. Calculer le nombre de
tours effectués par le disque du compteur pendant le fonctionnement du radiateur.
3. Quelle est la durée d’un tour de disque ?
Exercice IX :Un chauffe-eau électrique de puissance 600 𝑊 fonctionne pendant un jour.
1. Calculer l’énergie qu’il consomme par jour.
2. Sachant que 1 𝐾𝑊ℎ coȗte 60 F, calculer le montant de la consommation pendant un mois de 30
jours.
Exercice X : Pour être en mesure de vérifier sa consommation d’énergie électrique,
MELCHISEDECK relève son compteur dès la réception de sa facture. Le compteur indique alors
1087 𝐾𝑊ℎ. Cette valeur sera portée en ≪ 𝑎𝑛𝑐𝑖𝑒𝑛 𝑖𝑛𝑑𝑒𝑥 ≫ sur la prochaine facture.
Dans sa maison, MELCHISEDECK utilise 3 lampes (2 lampes de 60 𝑊 et une 25 𝑊), une T.V de
200 𝑊 et un thermoplongeur de 300 𝑊. Chaque lampe fonctionne en moyenne 120 h par mois, la T.V
60 h par mois et le thermoplongeur 10 h par mois.
1. Donner la consommation mensuelle d’énergie électrique pour :
a. Les trois lampes ;
b. La T.V ;
c. Le thermoplongeur.
2. Calculer le prix de la consommation en 2 mois, le prix du 𝐾𝑊ℎ étant de 58,5 𝐹.
3. Pourra-t-il faire fonctionner simultanément tous les appareils de la maison, la puissance souscrite
étant 2,2 𝐾𝑊 ?
4. La prime fixe est de 2640 𝐹, la redevance de 165 𝐹 et la taxe communale 280 𝐹.
Calculer à 5 F près le montant de la facture de MELCHISEDECK.
Exercice XI :
A) Un compteur d’énergie électrique d’un appartement porte l’indication 𝐶 = 4𝑊ℎ/𝑡𝑟. Un chauffe-
eau de résistance 𝑅 = 6,5 × 103 𝛺 est utilisé dans cet appartement pour porter de 15°𝐶 à 55°𝐶 un
volume de 30 litres d’eau pendant les 10 min 27 𝑠 qu’a duré l’opération du chauffage. Calculer :
1. La quantité d’énergie électrique fournie par le secteur en wattheure et en Joule
2. La quantité d’énergie absorbée par l’eau
3. Le rendement énergétique de l’opération et l’intensité du courant électrique qui a traversé le
chauffe-eau.
Données : chaleur massique de l’eau 𝐶 = 4180𝐽/𝐾𝑔 × °𝐶 masse volumique de l’eau 1 𝐾𝑔/𝑑𝑚3 ;
nombre de tours 525,6.
B) Un fer à repasser électrique porte les indications suivantes : 550 𝑊 − 220 𝑉
1. Que signifient ces indications ?
2. Quelle est l’intensité du courant lorsque le fer est branché sous une tension de 220 𝑉 ? Calculer la
résistance qui est utilisée.
3. Pour 500 𝑔 d’eau de 70°𝐶 à 90°𝐶 quelle sera la durée du chauffage sachant que la puissance
correspondante est. 550 𝑊 ?
Exercice XII : Pour élever de 1°C la température de 1 𝐾𝑔 d’eau, il faut 4,2 𝐾𝐽. Dans un chauffe-eau,
200 𝐾𝑔 d’eau sont portés de 20℃ à 70℃.
a. Calculer la quantité de chaleur nécessaire (en KJ) et l’énergie électrique consommée (en 𝐾𝑊ℎ).
b. Quelle est la durée du chauffage si la puissance du chauffe-eau est 3 𝐾𝑊 ?
Exercice XIII :Pour élever de 1℃ la température de 1 𝐾𝑔 d’eau, il faut 4,2 𝐾𝐽. Calculer la quantité de
chaleur nécessaire pour élever, de 20℃ à 40℃, le volume d’eau (0,2 𝑚3) utilisé pour prendre un bain.
Cette chaleur est fournie à un chauffe-eau électrique par un circuit électrique.
Quel est le prix de revient d’un bain, sachant que le prix du 𝐾𝑊ℎ, vaut 100 F ? Donnée : masse
volumique de l’eau 1000Kg/m3.
Exercice XIV : Une cafetière électrique contient 0,5 𝑙 d’eau. En 5 𝑚𝑖𝑛, la température de l’eau passe
de 20℃ à 100℃.
a. Sachant qu’il faut 4,2 𝐾𝐽 pour élever de 1℃ la température de 1 𝐾𝑔 d’eau, calculer la quantité de
chaleur reçue par l’eau.
b. Cette quantité de chaleur est égale à l’énergie électrique consommée. Calculer la puissance de
l’appareil.
c. La cafetière est alimentée sous la tension efficace de 220 𝑉. Quelle est l’intensité efficace qui
traverse sa résistance chauffante ?
Exercice XV : On place un récipient contenant une masse 𝑚 = 500𝑔 d’eau, initialement à la
température 𝜃0 = 15℃, sur une plaque chauffante alimentée par une tension de valeur efficace 𝑈 =
220 𝑉.
On désire porter l’eau à la température 𝜃1 = 60℃ en une durée 𝑡 = 5 𝑚𝑖𝑛.
1. Déterminer la quantité de chaleur reçue alors par l’eau.
2. Calculer la puissance électrique de la plaque pour réaliser le chauffage dans la durée indiquée dans
l’hypothèse où seulement 70% de l’énergie délivrée est transférée à l’eau à l’eau ( le reste étant
transférée au récipient et à l’air extérieur).
3. En déduire la résistance électrique de la plaque.