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Électricité7 min + exercicesÀ étudier

Puissance active, cos φ et énergie

Savoir distinguer kW, kVA, kWh et puissance mécanique évite des erreurs de lecture de plaque.

LE REPÈRE VISUEL

Énergie, puissance et rendement

01

Puissance

La puissance, exprimée en kW, représente la quantité d’énergie transférée par unité de temps.

02

Durée

Le calcul tient compte des durées de fonctionnement aux différentes charges.

03

Énergie

L’énergie en kWh correspond à la puissance intégrée sur la durée considérée.

À puissance constante, énergie = puissance × durée. Pour un COP ou un rendement, il faut préciser les éléments inclus dans le calcul.

01Électricité résistive et monophasée

En continu ou pour une résistance pure : P = U × I. Pour un récepteur sinusoïdal monophasé : P = U × I × cos φ. La puissance apparente S = U × I, en VA. Avec des charges non sinusoïdales, le facteur de puissance peut différer du simple cos φ.

02Triphasé équilibré

P absorbée = √3 × U entre phases × I de ligne × cos φ. La puissance mécanique utile vaut approximativement η × P absorbée. Si la plaque donne la puissance mécanique et que l’on cherche le courant, le rendement intervient au dénominateur.

03Consommation

Énergie = puissance moyenne × durée. Un compresseur de 2 kW absorbés ne consomme pas nécessairement 48 kWh sur une journée : il peut cycler ou moduler. Les ventilateurs, résistances de dégivrage et auxiliaires contribuent aussi au bilan.

04Active, réactive et apparente

En monophasé sinusoïdal, S=UI en VA et P=UI cos φ en W. En triphasé équilibré, S=√3 UI et P=√3 UI cos φ, avec U entre phases et I de ligne. La puissance réactive s’exprime en var. Le rendement relie puissance mécanique utile et puissance électrique absorbée ; cos φ décrit le déphasage dans le modèle sinusoïdal, pas les pertes mécaniques. Avec des variateurs et courants déformés, le facteur de puissance global ne se réduit pas toujours au seul cos φ.

05Lire la plaque et estimer une consommation

Une plaque moteur peut indiquer la puissance mécanique nominale P2, alors que le compteur mesure l’énergie électrique absorbée. Pour un rendement de 0,8 et une puissance utile de 4 kW, la puissance absorbée serait 5 kW à ce point. Une mesure instantanée ne donne pas directement la consommation mensuelle : intégrer durée, charge partielle et auxiliaires. Le courant seul ne permet pas une estimation exacte sans tension, régime, facteur de puissance et contexte.

Repères à confronter sur le terrain

Repères à confronter sur le terrain
RepèreCe qu’il signifieConséquence pratique
P1 électriquePuissance absorbéeInclut les pertes moteur
P2 mécaniquePuissance utile à l’arbreP2 = η × P1
COP frigorifiquePuissance de froid / puissance absorbéeDistinct du rendement moteur
UN EXEMPLE CONCRET

Un récepteur résistif de 2 kW actif pendant 3 h consomme 6 kWh. Un moteur triphasé 400 V, 5 A, cos φ 0,8 absorbe environ 2,77 kW.

LE PIÈGE À ÉVITER

Ne prends pas le calibre du disjoncteur pour le courant réel et ne confonds pas la puissance frigorifique avec la puissance électrique.

À EXPLIQUER OU À TRAVAILLER EN FORMATION

Calcule la puissance électrique absorbée avec les données fournies, puis distingue-la de la puissance mécanique du moteur et de la puissance frigorifique de l’installation.

« Étudiée » est un repère personnel ; cela ne valide ni un geste ni une habilitation.