Fiche de Travaux Dirigés (TD)
8 Exercices d'application gradués avec corrigés rédigés pas à pas.
1 Exercice 1 : Puissance d'un Démarreur Automobile
★☆☆ (Application directe)Le démarreur électrique d'une berline est alimenté par la batterie sous une tension $U = 12\text{ V}$. Lors du lancement du moteur, l'ampèremètre mesure une intensité $I = 150\text{ A}$.
Calculer la puissance électrique $P$ absorbée par le démarreur en Watts (W) puis en kilowatts (kW).
2 Exercice 2 : Calcul de l'Intensité d'un Four Professionnel
★☆☆ (Formule inverse)Un four de cuisson industriel présente une puissance nominale $P = 4600\text{ W}$ sous la tension du secteur $U = 230\text{ V}$.
Calculer l'intensité $I$ du courant électrique traversant le four lors de la chauffe.
3 Exercice 3 : Énergie Électrique Consommée en Joules
★★☆ (Conversion secondes)Un fer à souder d'électricien de puissance $P = 80\text{ W}$ reste allumé pendant une durée de travail $t = 15\text{ minutes}$.
3.1. Convertir la durée $t$ en secondes (s).
3.2. Calculer l'énergie électrique $E$ consommée par le fer en Joules (J).
4 Exercice 4 : Consommation en Kilowatt-heures (kWh)
★★☆ (Calcul kWh)Un projecteur halogène d'éclairage de chantier de puissance $P = 1000\text{ W}$ fonctionne pendant $t = 6\text{ heures}$.
4.1. Exprimer la puissance $P$ en kW.
4.2. Calculer l'énergie consommée $E$ en kWh.
5 Exercice 5 : Économie d'Énergie : Halogène vs LED
★★☆ (Comparatif)Un atelier remplace un projecteur halogène de $150\text{ W}$ par un projecteur LED de $20\text{ W}$. La durée annuelle d'utilisation est $t = 1000\text{ heures}$. Le tarif kWh est de $0{,}25\text{ €}$.
5.1. Calculer la différence de puissance économisée en kW.
5.2. Calculer l'économie financière réalisée sur une année.
6 Exercice 6 : Effet Joule d'une Résistance Chauffante
★★★ (Loi de Joule)Une résistance de thermoplongeur $R = 25\ \Omega$ est parcourue par un courant d'intensité $I = 9{,}2\text{ A}$.
Calculer la puissance thermique $P_J$ dissipée par Effet Joule dans cette résistance.
7 Exercice 7 : Autonomie d'une Batterie d'Outillage
★★★ (Autonomie batterie)Une batterie d'outillage portatif (perforeuse) stocke une énergie $E = 108\text{ Wh}$. Lors du perçage intensif, la machine absorbe une puissance constante $P = 216\text{ W}$.
7.1. Convertir l'énergie de la batterie en Joules (J).
7.2. Calculer l'autonomie maximale de la meuleuse en heures puis en minutes.
8 Exercice 8 : Bilan de Puissance d'un Atelier Mécanique
★★★ (Bilan d'armoire)Un atelier comporte 4 postes sous $230\text{ V}$ : Poste A ($3000\text{ W}$), Poste B ($2500\text{ W}$), Poste C ($1500\text{ W}$), Éclairage ($1000\text{ W}$).
8.1. Calculer la puissance totale $P_{tot}$ en kW.
8.2. Calculer l'intensité $I_{tot}$ appelée et vérifier si un disjoncteur général $40\text{ A}$ convient.