Introduction
Objectif
On présente ici les notions de base sur les mesures des grandeurs électriques.
Contexte
Dans le cas d'appareillages électriques, l'énergie est calculée à partir de la puissance électrique instantanée.
Mesurer l'électricité
L'électricité ne se mesure pas car ce n'est pas une grandeur physique. On peut mesurer la tension électrique, le courant électrique, la puissance électrique, etc.
Puissance courant en continu
Dans le cas d'un courant continu (délivré par une batterie de voiture par exemple), la puissance électrique est le produit de la tension électrique par le l'intensité électrique.
 | P = UI P: puissance en Watts U: tension en Volts I: intensité du courant en Ampères |
Puissance en courant alternatif
Dans le cadre du réseau de distribution classique (courant alternatif distribué par RTE), la puissance est encore calculée selon la relation précédente, mais il s'agit ici d'une puissance instantanée, car la tension et le courant dépendent du temps.
Pour obtenir la puissance consommée, deux cas se produisent :
Dans les cas les plus courants (éclairage, chauffage électrique, etc.), l'appareil dont on mesure la puissance peut être assimilé à une résistance électrique et l'on a :
P = Ueff . Ieff
P : puissance en Watts
Ueff : tension efficace en Volts
Ieff : intensité efficace du courant en Ampères
Dans le cas des moteurs, la puissance consommée vaut
P = Ueff . Ieff. Cos (φ)
où φ, qui s'exprime en radians, est le déphasage.
Énergie électrique
L'énergie consommée est tout « simplement » la dérivée de la puissance instantanée par rapport au temps. En régime stationnaire (puissance constante), il suffit de multiplier la puissance électrique par le temps d'utilisation (on parle alors de consommation électrique). La puissance électrique n'étant pas forcément constante, pour mesurer une énergie, on aura généralement recours à des appareillages capables de mesurer des moyennes temporelles.
Dans tous les autres cas, tant pour la mesure de la puissance que de l'énergie, il est conseillé d'utiliser un appareil de mesure spécifique.
Repères
Ordre de grandeur des puissances électriques
La puissance électrique utilisée dans les applications humaines varie de quelques milliwatts à plusieurs petawatts.
Puissance | Appareils |
|---|---|
1mW=10-3W |
|
1W |
|
1kW (kilowatt) = 103W |
|
1MW (mégawatt) = 106W |
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1GW (gigawatt) = 109W |
|
1TW (térawatt) = 1012W | |
1PW (petawatt) = 1015W |
|
Puissance nominale
La puissance nominale d'un appareil électrique est la puissance qu'il reçoit lorsqu'il est soumis à sa tension nominale (tension de fonctionnement).
Appareil | Puissance nominale |
|---|---|
Téléphone | 1.5W |
Lecteur DVD | 12W |
Lampe fluocompacte | 18W |
Réfrigérateur-congélateur | 180W |
Télévision | 200W |
Ordinateur | 600W |
Four à micro-ondes | 900W |
Cafetière standard | 900W |
Lave-vaisselle | 1000W |
Sèche-cheveux | 1300W |
Radiateur | 1500W - 3000W |
Aspirateur | 2200W |
Fer à repasser | 2400W |
Four traditionnel | 3500W |
Compteur électrique
L'une des façons les plus simples pour mesurer l'énergie électrique consommée est d'avoir recours à un compteur électrique réglementaire qui indique en kWh la consommation entre deux instants de mesure. Évidemment, un compteur électrique mesure l'ensemble de la consommation électrique du circuit auquel il est relié. Il mesure donc aussi bien les consommations de tous les appareillages en fonctionnement que les pertes en ligne le cas échéant.
Malgré tout, il est une première approche intéressante lorsque l'utilisateur ne dispose d'aucun autre moyen de mesure.
Mesurer la consommation électrique
De nombreux appareils de mesure existent, qui donnent aussi bien la puissance instantanée, que la puissance moyenne, ou encore l'énergie électrique consommée.
