1/ Les différents types d'énergie

2/ Les unités de l'énergie

Les unités les plus couramment utilisées en énergétique, à notre niveau sont :

• Le watt-heure (Wh)
• Le Joule (J)

Remarque :

$1Wh = 3600J$

3/ La puissance

La puissance s'exprine en watt. C'est le résultat de la mutltiplication de la grandeur d'effort par la grandeur de flux.

Imaginons une ampoule. Celle-ci éclaire beaucoup. Elle a donc une grande puissance. Mais elle consomme beaucou d'énergie.

On peut donc dire que la puissance est le résultat du travail fourni alors que l'énergie est ce que la machine a consommé.

4/ Les grandeurs de flux et d'effort

Type d'énergie	Grandeur de flux	Grandeur d'effort	Puissance
Électrique	Intensité I ($A$)	Tension U ($V$)	$P = U \times I$
Mécanique de translation	Vitesse v ($m.s^{-1}$)	Force F ($N$)	$P = v \times f$
Mécanique de rotation	Vitesse angulaire $\omega$ ($rad.s^{-1}$)	Couple C ($N.m$)	$P = \omega \times C$
Hydraulique	Débit Q ($m^3.s^{-1}$)	Pression P ($Pa$)	$P = Q \times P$

5/ Le rendement

$\eta = \frac{Energie_{sortie}}{Energie_{entree}} = \frac{Puissance_{sortie}}{Puissance_{entree}}$

Le rendement est toujours inférieur à 1 (on ne créé pas de l'énergie) et s'exprime en pourcentage

Calcul du rendement d'une chaîne d'énergie

Soit la chaine d'énergie suivante où $\eta_1$, $\eta_2$, $\eta_3$ et $\eta_4$ sont les rendements intermédiaires.

Le rendement global du système est : $\eta_{global} = \eta_1 \times \eta_2 \times \eta_3 \times \eta_4$

6/ Le stockage de l'énergie

Les grandeurs caractéristiques d'une batterie

Les 3 grandeurs principales qui caractérisent les batteries sont :

• La tension (en Volt)
• La capacité
  • C'est la quantité de charges électriques qu'elle peut stocker
  • S'exprime en Coulombs (C) ou en Ampères-heures (Ah)
• La densité énergétique
  • C’est la quantité d’énergie stockée par unité de masse ou de volume
  • S'exprime en $Wh.kg^{-1}$ ou en $Wh.l^{-1}$

Association de batteries en série

Si on branche plusieurs batteries en série :

• Les tensions s'additionnent
• Les capacités reste identique

Association de batteries en parrallèle

Si on branche plusieurs batteries en parrallèle :

• Les tensions reste identique
• Les capacités s'additionnent

7/ Synthèse

Type d'énergie	Grandeur de flux
La capacité Q (ou quantité d'électricité) est le produit de l'intensité I du courant A par le temps t. Si t est en secondes, Q est en Coulombs (C). Si t est en heures, Q est en ampère-heure (Ah). 1Ah = 3600C	$Q = I \times t$
La puissance consommée P (en W) est égale au produit de la tension U (en v) de la batterie par le courant I (en A) qu'elle délivre.	$P = U \times I$
L'énergie E est égae au produit de la puissance P (en W) absorbée par le temps de fonctionnement t. Si t est en secondes, E est en Joules (J). Si t est en heures, E est en Watt-heure (Wh). E est égale au produit de la tension U et de la capacité Q.	$E = P \times t$ et $E = U \times Q$