Le récepteur (lampe, moteur, électrolyseur...) convertit l'énergie électrique qu'il reçoit en une autre forme d'énergie, en plus de l'énergie thermique. Il y a conservation de l'énergie lors de ce transfert.
En bref : tout récepteur transforme l'énergie électrique reçue en énergie thermique + une autre forme utile (lumière, mouvement, réaction chimique...). Rien ne se perd, tout se transforme.
2 Le récepteur électrique
Définition
Le récepteur est un dipôle qui reçoit de l'énergie électrique et la convertit en une autre forme d'énergie, en plus de l'énergie thermique.
Convention récepteur
Dans la convention récepteur, la tension $U_{AB}$ est positive si le courant électrique circule de $A$ vers $B$ (le courant entre par la borne où la flèche de tension arrive).
Convention récepteur : $I$ et $U_{AB}$ en sens opposés
Tip pour retenir : en convention récepteur, la flèche de $I$ et la flèche de $U_{AB}$ pointent dans des sens opposés.
3 Énergie reçue par un récepteur
Loi
En régime permanent, l'énergie électrique reçue par un récepteur parcouru par un courant $I$ et soumis à une tension $U_{AB}$, pendant une durée $\Delta t$, est :
$$W = U_{AB} \cdot I \cdot \Delta t$$
Notations
$W$ : énergie reçue en joule (J)
$U_{AB}$ : tension en volt (V)
$I$ : intensité du courant en ampère (A)
$\Delta t$ : durée en seconde (s)
Remarque : le kilowattheure
On utilise aussi une autre unité d'énergie électrique : le kilowattheure (kWh). C'est l'énergie consommée par un récepteur de 1 kW pendant une heure.
Un récepteur est soumis à une tension $U_{AB} = 12\text{ V}$ et parcouru par un courant $I = 0{,}4\text{ A}$ pendant $\Delta t = 5\text{ min}$. Calculer l'énergie électrique $W$ reçue.
Étape 1 : convertir la durée en secondes : $\Delta t = 5 \times 60 = 300\text{ s}$
Attention : $\Delta t$ doit toujours être exprimé en secondes dans la formule $W = U_{AB}\cdot I \cdot \Delta t$, même si l'énoncé donne des minutes ou des heures.
4 Puissance électrique reçue par un récepteur
Loi
En régime permanent, la puissance électrique reçue par un récepteur parcouru par un courant $I$ et soumis à une tension $U_{AB}$ est :
$$P = U_{AB} \cdot I$$
Notations
$P$ : puissance en watt (W)
$U_{AB}$ : tension en volt (V)
$I$ : intensité du courant en ampère (A)
Lien avec l'énergie
La puissance est le débit d'énergie dans le temps : $P = \dfrac{W}{\Delta t}$, d'où $W = P \cdot \Delta t = U_{AB}\cdot I \cdot \Delta t$.
📝 Application
Reprenons le récepteur précédent ($U_{AB} = 12\text{ V}$, $I = 0{,}4\text{ A}$). Calculer la puissance reçue $P$.
Étape 1 : $P = U_{AB} \cdot I$
Étape 2 : $P = 12 \times 0{,}4 = 4{,}8\text{ W}$
✅ $P = 4{,}8\text{ W}$
Résumé de la partie 1
Un récepteur convertit l'énergie électrique en énergie thermique + une autre forme d'énergie.
Convention récepteur : $I$ et $U_{AB}$ en sens opposés.
Énergie reçue : $W = U_{AB}\cdot I \cdot \Delta t$ (en joules, $\Delta t$ en secondes)
