Quelle est la formule de l’énergie électrique ?

On peut dire que pour développer de l’énergie, il faut que cette puissance s'étale dans le temps et le facteur temps est donc essentiel.

Si c'est un peu contre-intuitif, la puissance ne compte pas plus que le temps lorsque l’on parle d'énergie. 

En ce qui concerne l’électrique, l’énergie (en Joules ou Wh) est la puissance (en W) multipliée par le temps (en heures).

🔥Prenons deux chauffages, l’un de 500 W et l’autre de 1 000 W. 

On aurait tendance à dire que l’énergie développée par ces deux chauffages est différente, or, cela dépend du temps de mise en marche. 

Si le chauffage de 1 000 W fonctionne une heure, et que dans une autre pièce, le chauffage de 500 W est allumé pendant deux heures, les deux appareils auront émis exactement la même quantité d’énergie (aux mêmes conditions extérieures) !

La formule du calcul de l’énergie en électricité s’écrit :

E = P x t

Détaillons cette formule ensemble :

E = Énergie en Joules ou Wattheures (Wh)

P = Puissance en Volts ou Watts (W)

t = temps en secondes (s) ou en heures (H)

Si, dans le système international d’unités, l'unité de mesure est le Joule, il est beaucoup plus simple d’utiliser le Wh ou le kWh. Pourquoi ? Tout simplement parce que le terme Joule est employé depuis la création de l'électricité et que sa mesure est devenue si faible que cette unité est considérée désormais comme obsolète. Comme indiqué dans cet article qui permet de percer tous les mystères autour du Kilowattheure, un seul kWh équivaut à plusieurs millions de Joules. 

1 kWh = 3,6 mégaJoules soit 3,6 millions de Joules !

Les calculs seraient donc bien plus compliqués avec le Joule comme unité. Le kWh, au contraire, correspond plus aux volumes de consommations actuelles et permet de simplifier les calculs !

Pour trouver l’énergie électrique, il faut donc savoir calculer la puissance d’un appareil électrique.

La puissance “P” (en Watt) peut aussi se calculer en multipliant la tension “u” (en volts) par l’intensité “i” (en ampères) d’un appareil (la puissance d’un compteur électrique se détermine, elle, en voltampère).

P = U × I

Watt = Volt × Ampère

💡Une ampoule d’une tension de 10 volts avec une intensité de 5 ampères développera 50 watts de puissance restituée.

💡Une ampoule d’une tension de 200 volts avec une intensité de 0,25 ampère développera, elle, 50 watts de puissance restituée. 

Les deux restitueront donc la même puissance.

La puissance est donc la tension (la force du courant électrique) multipliée par l'intensité (la quantité de courant électrique).

Ainsi, deux appareils avec une tension et une intensité différente pourront produire la même puissance développée.

La tension (en volts) peut se calculer en divisant la puissance “p” par l’intensité “i”.

U = P / I

Volt = Watt / Ampère

💡Une ampoule de 50 W avec un ampérage de 0,5 aura une tension de 100 V.

(50 / 0,5) = 100

L'intensité “I” (en ampères) peut se calculer en divisant la puissance “p” par la tension “u”.

I = P / U

Ampère = Watt / Volt

💡Une ampoule de 50 W avec une tension de 230 V aura un ampérage de 0,217 A 

(50 / 230) = 0,217).

Rassurez-vous, cette deuxième donnée ne demande pas trop de calculs (et heureusement, car les formules expliquant le temps sont d’un autre niveau de mathématiques 👽). Il suffit juste de regarder sa montre !

Toutes ces formules ont beau être intéressantes, on ne voit pas à quoi elles pourraient bien servir. Illustrons donc cela avec un exemple. 

🛋️Prenons une jolie lampe avec une ampoule de 15 W qui éclaire une pièce 6 heures par jour pendant un an. 

Avec la formule de l’énergie électrique, on peut donc convertir ces données de puissance électrique (15 W) et de temps (6 heures par jour pendant un an) en énergie électrique (en kWh) ! 

Commençons d’abord par le plus facile, convertir l’unité de temps : 

t = 6 h x 365 j

6 x 365 = 2 190

t = 2 190 heures

Ensuite attaquons la puissance (en kWh) : 

1 kW = 1000 W

15 / 1 000 = 0,015 kW

Maintenant que nous avons le temps (2 190 heures) et la puissance (0,015 kWh), nous pouvons calculer l’énergie électrique de l’ampoule : 0,015 x 2 190 = 32,85

L’ampoule de 15 watts qui éclaire 6 heures par jour pendant un an aura donc une consommation de 32,85 kWh.

💶Grâce à cette formule, on peut facilement déduire le coût annuel d’un appareil et ainsi déterminer quels appareils électriques consomment le plus.

Si le tarif est de 0,2516 € par kWh en France pour une puissance souscrite de 6 kVA au tarif Base.

Alors : 0,2516 € x 32,85 kWh = 8,26 €

Le coût annuel de l'ampoule est donc de 8,26 € !

Pour aller plus vite dans ce calcul, il est possible de multiplier la puissance de l’appareil en watts par le nombre d'heures de fonctionnement et le nombre de jours de fonctionnement et de diviser le tout par 1 000 pour obtenir directement l’énergie électrique en kWh.

Une télévision consommant 200 W par heure et allumée 3 heures par jour toute l’année aura donc une consommation annuelle de (200 W x 3 h x 365 j) / 1 000.

200 x 3 x 365 = 219 000

219 000 / 1000 = 219 

La télévision aura consommé 219 kWh.

Cette formule peut donc servir à calculer la consommation de tous les appareils de la maison ou bien même celle d’un équipement particulièrement énergivore comme le chauffe-eau électrique ! 🏡

👋On peut aussi calculer la consommation moyenne d’une maison.

Calculer l’énergie électrique est encore plus agréable quand la planète n’a aucune addition à payer ! 🌞

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Sauter gaiement dans le grand bain de la transition énergétique n’a jamais été aussi bénéfique et facile !

Au-delà de la simple culture générale (la formule de l’énergie électrique est enseignée au collège), la formule de l’énergie électrique est un excellent outil pour mesurer la puissance, la tension ou encore l’intensité d’un dispositif électrique ! Si elle ne permet sans doute pas de briller en soirée, elle peut s’avérer extrêmement utile dans d’autres circonstances ! 🥂