Objectifs

• Comprendre la notion de rendement dans les circuits et appareils électriques.
• Apprendre à calculer le rendement à partir d'énergies ou de puissances.
• Identifier les pertes et réfléchir à des moyens de les réduire.

Notions clés

Le rendement, noté η, est le rapport entre l'énergie utile fournie et l'énergie consommée. En physique, on écrit:

Le rendement est défini par \(\\eta\) est défini par \(\eta = \frac{E_{\\text{utile}}}{E_{\\text{entrée}}}\).

Pour le calcul, on peut remplacer les énergies par des puissances lorsque l'appareil fonctionne pendant une durée donnée: η se mémorise aussi comme le rapport des énergies sur une durée identique:

\[ \eta = \frac{P_{\\text{utile}}}{P_{\\text{entrée}}} \]

Formules clé à connaître :

• Rendement énergétique: \(\\eta = \frac{E_{\\text{utile}}}{E_{\\text{entrée}}}\)
• Relation entrée = utile + pertes: \(P_{\\entrée} = P_{\\utile} + P_{\\pertes}\)

Exemple de calcul rapide (acheter de l'énergie et obtenir de la chaleur utile):

\[ \eta = \frac{E_{\\utile}}{E_{\\entrée}} = \frac{E_{\\utile}}{E_{\\utile} + E_{\\pertes}} \]

Exemples résolus

Erreurs fréquentes

• Confondre énergie entrée et énergie sortie en mettant les mêmes valeurs dans le calcul.
• Oublier d'exprimer les conversions (utiliser 0,85 au lieu de 85 % sans préciser l'unité).
• Ne pas repérer les pertes (chaleur ambiante, frottements, résistance).

Récapitulatif rapide

• Le rendement η est le rapport entre énergie utile et énergie fournie: \(\\eta = \frac{E_{\\utile}}{E_{\\entrée}}\).
• Les pertes se traduisent par P dans l'équation Pentrée = Puite + Ppertes.
• Pour les appareils domestiques, viser des valeurs élevées de η pour limiter les gaspillages.

Cartes mémo

Schéma d'énergie (figure)

Conclusion

Pour réduire la consommation d'énergie, on vise des systèmes ayant un rendement élevé et des pertes faibles, tout en utilisant des appareils adaptés à l'usage et en privilégiant des technologies efficaces (LED, moteurs électriques efficaces, isolation, etc.).