Les valeurs à connaître pour l’électricité domestique sont peu nombreuses. Cependant, il convient de bien les comprendre et les distinguer.
La différence de potentiel (symbole U) : un générateur agit comme une pompe à électrons. Il existe une dépression à ses bornes de sortie que l’on appelle différence de potentiel et qui s’exprime en volts (symbole V). Si vous mesurez avec un appareil adéquat (voltmètre) la différence de potentiel sur une prise de courant (que l’on peut considérer comme les bornes de sortie d’un générateur), vous obtiendrez une mesure située entre 230 et 240 V. Plus communément, on appelle cette valeur la tension. Le terme voltage est utilisé improprement comme synonyme : c’est un anglicisme.
L’intensité (symbole I) : quand on branche une lampe sur un générateur, on établit un circuit traversant l’ampoule. Un certain flux d’électrons transite dans les fils et le filament de la lampe. Ce flux s’exprime en ampères (symbole A). L’intensité est une valeur importante à connaître. Une trop grande intensité dans un conducteur de section donnée provoque des échauffements et des dégradations. C’est comme exercer une pression trop élevée dans un tuyau. C’est pourquoi l’on place, à l’origine des circuits, des dispositifs permettant de limiter l’intensité, en fonction de leur usage et de la section des conducteurs. Certains appareillages portent une mention d’intensité nominale (In). Il s’agit d’une valeur maximale admissible pour un appareil (en régime normal), prévue par le fabricant pour assurer un fonctionnement correct sans échauffements ni dégradations.
La résistance (symbole R) : une résistance est un matériau qui permet à l’énergie électrique de se transformer en énergie calorifique (le filament d’une lampe ou la résistance d’un convecteur, par exemple). On appelle ce phénomène l’effet Joule. En présence d’une tension donnée, l’intensité est proportionnelle à la résistance. Il existe une relation mathématique qu’on appelle la loi d’Ohm dont la formule est U = R × I.
La résistance s’exprime en ohms (symbole Ω). On peut donc en déduire que si l’on augmente la résistance, l’intensité diminue, car la tension reste constante. L’inverse est vrai : si l’on baisse la résistance, l’intensité augmente.
Cette loi ne s’applique qu’aux résistances mortes, c’est-à-dire aux appareils dans lesquels l’énergie électrique se transforme uniquement en énergie calorifique (un convecteur, par exemple). C’est pourquoi la loi d’Ohm n’est pas valable pour un moteur, par exemple.
Figure 3 : Les valeurs en électricité
La puissance (symbole P) : exprimée en watts (symbole W), elle évalue la quantité d’énergie absorbée par l’appareil raccordé sur une prise. Elle se calcule en multipliant la tension par l’intensité. Prenons un exemple pour illustrer ces valeurs.
Nous disposons d’une tension sur un socle de prise de courant de U = 230 V.
Soit une ampoule produisant une intensité de I = 0,435 A.
La puissance P = U × I = 230 × 0,435 = 100,05 W.
De même, si vous connaissez la puissance d’un appareil (information que vous trouverez aisément sur sa plaque signalétique, ainsi que la tension sur laquelle on le raccorde), vous pouvez déterminer l’intensité
I = P/U.
Lorsque les puissances sont plus élevées, on les exprime en kilowatts (symbole kW). Un kilowatt équivaut à 1 000 watts. Un mégawatt (MW) représente 1 000 000 watts.
Pour le courant alternatif, la puissance peut s’exprimer également en volt-ampères (VA) ou kilovoltampères (kVA). C’est la puissance apparente. 1 kVA équivaut à 1 kW si l’appareil raccordé est une résistance pure. La puissance des appareils ne présentant pas de résistance pure, c’est-à-dire la majorité, ne peut pas être calculée strictement avec la formule P = U × I. Un autre paramètre doit être pris en compte : le facteur de puissance qui modifie légèrement la valeur obtenue. La formule est alors P = U × I cos(Fi). On obtient la puissance active, c’est-à-dire la puissance réellement consommée, qui s’exprime en watts. Le cos(Fi) est inférieur à 1 pour les circuits inductifs (moteur, par exemple) et égal à 1 pour une résistance pure.
La consommation (symbole kWh) : elle s’obtient en multipliant la puissance d’un appareil (en kW) par sa durée d’utilisation (en heures). Toujours dans le même exemple, si nous laissons la lampe de 100 W allumée pendant trois heures, sa consommation sera de :
100 W = 0,100 kW
0,100 × 3 = 0,300 kWh
Cette valeur de consommation est celle que vous pouvez voir défiler sur le cadran du compteur électrique. Elle est utilisée pour l’établissement de la facture d’électricité.
Il existe encore beaucoup d’autres valeurs en électricité mais on peut se contenter de ces quelques principes de base pour le sujet qui nous intéresse : l’installation électrique domestique.
D’après Le Grand livre de l’électricité © DFTG