La puissance est la vitesse à laquelle l'énergie est transformée ou transmise. Pour faire une analogie: si l'énergie est comme l'argent, la puissance est un salaire (par exemple, gagner 18 $/heure ou 50000 $/an) ou un taux d'utilisation (par exemple, dépenser 20 $/heure pour louer un canot ou 1500 $/mois pour le loyer).

La puissance peut être exprimée en plusieurs unités différentes, qui peuvent toutes être exprimées en unité d'énergie divisée par une unité de temps. L'unité la plus courante est le watt (W), défini comme 1 joule (J) d'énergie par seconde. Une ampoule de 40 W utilise donc 40 J d'énergie électrique chaque seconde pour rester allumée.[1] La puissance moyenne produite par le corps humain lors d'un exercice modéré est d'environ 100 W.[2]

Pour la plupart des moteurs et centrales, il existe deux types différents de puissance. La vitesse à laquelle l'énergie entre dans le système depuis le combustible est la puissance thermique. La quantité de puissance fournie par un moteur est la puissance mécanique. Pour une centrale électrique, cette puissance de sortie est l'électricité, donc elle est mesurée en mégawatts électriques (MWe) par opposition à la puissance d'entrée qui est mesurée en mégawatts thermiques (MWt).

Énergie et puissance

La relation entre la puissance, l'énergie et le temps peut être décrite par l'équation suivante[1]:

[math]\displaystyle{ P = \frac{\Delta E_{sys}}{\Delta t} }[/math]
  • P est la puissance de sortie moyenne, mesurée en watts (W) ;
  • ΔEsys est le changement net d'énergie du système en joules (J) - également appelé « travail » ;
  • Δt est la durée - le temps nécessaire pour consommer l'énergie - mesurée en secondes (s).

Comme la puissance est un taux d'utilisation d'énergie (l'énergie divisée par un intervalle de temps), la multiplication d'une unité de puissance par une unité de temps donnera une quantité d'énergie. Un exemple de cela est l'unité d'énergie - des kilowattheures (kWh). Un kilowatt équivaut à 1000 watts, donc 1 kWh représente la quantité de transfert d'énergie qui se produit sur une heure à partir d'une puissance de sortie de 1000 watts (c'est-à-dire, joules par seconde). Ainsi, 1 kWh équivaut à 3 600 000 joules de transfert d'énergie (de travail).

Plus de puissance peut accomplir une tâche avec un besoin énergétique donné dans un délai plus court. Par exemple, la tâche de soulever un bloc de 15 kg 2 mètres dans l'air nécessite environ 300 J d'apport d'énergie (de travail). Un système de moteur et de poulie avec la puissance de sortie de 5 W pourrait accomplir cette tâche en une minute. Cependant, un moteur plus robuste ayant la puissance de 100 W pourrait élever la boîte à la même hauteur en seulement trois secondes ! Mais finalement, les deux moteurs auront effectué le même travail (transfert d'énergie) pour soulever la boîte.

Puissance de sortie Temps Transfert d'énergie total
5 W 60 s 300 J
100W 3 s 300 J

Conversions entre unités de puissance

Veuillez voir le tableau ci-dessous pour faire des conversions entre différentes unités de puissance:



En savoir plus

Références

  1. 1,0 et 1,1 R. D. Knight, "Work," in Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach, 2nd ed. San Francisco, U.S.A.: Pearson Addison-Wesley, 2008, pp. 325–327
  2. R. Wolfson, "High-Energy Society," in Energy, Environment and Climate, 2nd ed. New York, U.S.A.: Norton, 2012, pp. 20–21