Identifier les sources, les transferts, les conversions et les formes d’énergie

I. Identifier les sources et les formes d'énergie

L'énergie est partout autour de nous et se manifeste sous différentes formes.

Identifier les sources et les transferts d'énergie est donc essentiel pour comprendre comment l'énergie est utilisée dans notre quotidien.

1. Notion de source d'énergie

• Une source d'énergie est un système qui fournit de l'énergie.

• Exemples :

  $\circ$ Le Soleil est une source d'énergie lumineuse et thermique.

  $\circ$ Dans une lampe de poche (lampe torche ou celle du smartphone par exemple), la pile (ou la batterie) est la source d'énergie chimique.

2. Les différentes formes d'énergie

• L'énergie peut exister sous plusieurs formes. Voici les formes d'énergie à connaître :

  $\circ$ Énergie thermique : énergie liée à la température ;

  $\circ$ Énergie électrique : énergie associée au mouvement des électrons ;

  $\circ$ Énergie lumineuse : énergie transportée par la lumière.

• Remarque : il existe d'autres formes d'énergie en classes de 4^e et de 3^e.

3. Unités usuelles pour l'énergie

• L'unité standard d'énergie dans le système international est le joule ($J$).

• Remarque : il existe d'autres unités usuellement utilisées dans la vie quotidienne. Par exemple :

  $\circ$ Le watt-heure ($Wh$) pour suivre la consommation d'électricité (grâce au compteur Linky par exemple) ;

  $\circ$ La calorie ($cal$) pour établir la valeur nutritionnelle d'un aliment ou suivre l'énergie dépensée lors d'un effort physique.

II. Source, transfert et conversion d'énergie

1. Transfert (ou transport) d'énergie

• Un transfert (ou transport) d'énergie se produit lorsque l'énergie est déplacée d'un système à un autre.

• Exemple : l'énergie électrique est transférée de la prise à un appareil électroménager.

3. Conversion d'énergie

• Une conversion d'énergie se produit lorsque l'énergie change de forme.

• Exemple : lorsque une lampe - branchés à une prise - est allumée, l'énergie électrique transférée est convertie en énergie lumineuse grâce à l'ampoule à incandescence (ou à la LED par exemple).

III. Introduction à la notion de puissance

1. Qu’est-ce que la puissance ?

• La puissance, généralement notée $P$, indique la quantité d’énergie qu’un appareil utilise ou transforme par seconde.

• Exemples :

  $\circ$ Une lampe LED a une puissance de $10~W$.

  $\circ$ Un radiateur électrique a une puissance de $2~000~W$.

2. Puissance et énergie consommée

• L’énergie consommée par un appareil dépend :

  $\circ$ De sa puissance ($W$) ;

  $\circ$ De sa durée d’utilisation.

• Propriété : plus un appareil est puissant ou utilisé longtemps, plus il consomme d’énergie.

• Exemple : en reprenant les deux précédents appareils électriques, une lampe ($10~W$) aura une consommation énergétique plus faible que celle du radiateur ($2~000~W$), et ce pour une même durée d'utilisation.

3. Impact sur la facture d’électricité

• Les appareils puissants (four, radiateur ou sèche-cheveux par exemple) augmentent la facture d’électricité s’ils sont utilisés longtemps ;

• Les appareils peu puissants (lampe ou chargeur par exemple) coûtent moins cher à l’usage.

• Ainsi, limiter l'usage des appareils puissants permet de réduire la facture.

4. Comparaison d’appareils du quotidien

• Classer ces appareils du moins puissant au plus puissant :

  $\circ$ Sèche-cheveux : $2~000~W$ ;

  $\circ$ Chargeur de téléphone : $5~W$ ;

  $\circ$ Four électrique : $3~000~W$ ;

  $\circ$ Lampe LED : $10~W$ ;

  $\circ$ Téléviseur : $100~W$.

• Réponse : chargeur < lampe LED < téléviseur < sèche-cheveux < four.