Calculer la consommation d’énergie électrique

Légende de la leçon

Vert : définition

Problématique

Télévision, ordinateur, box, réfrigérateur, luminaires… quel est le coût d’utilisation des différents appareils électrique de notre quotidien ?

I. Rappels de cours

1) La consommation d’énergie électrique

a) Le compteur électrique

À la maison, le compteur électrique mesure la consommation d’énergie électrique cumulée des différents appareils branchés sur le secteur.

Définition

Consommation d’énergie électrique. Ensemble de l’énergie électrique utilisée par une installation pendant une certaine durée.

b) Énergie et puissance

L’énergie électrique ΔE consommée par un appareil dépend à la fois de sa durée de fonctionnement Δt et de sa puissance électrique P. Elle s’exprime par la relation :

ΔE=P×Δt 

avec ΔE en joules (J), P en watts (W), Δt en secondes (s) 

ou ΔE en kilowattheures (kWh), P en kilowatts (kW), Δt en heures (h).

On a : 1 kWh = 1 000 W × 3 600 s = 3,6 × 10⁶ J.

2) Le coût de l’électricité consommée

Avant de se connecter au réseau de distribution d’électricité, un particulier doit choisir son type d’abonnement. Cela correspond à la puissance maximale que pourra consommer l’ensemble de la maison à un moment donné. Si ce seuil est dépassé, l’installation dispose d’un système de sécurité et disjoncte pour éviter une surchauffe.

À ce forfait, il faut ajouter la somme due pour la consommation d’énergie électrique réelle, relevée par le compteur électrique sur une durée donnée. Connaissant le coût du kilowattheure (environ 0,15 €/kWh), on a la relation :

prix à payer=nombre de kWh utilisés×prix de 1 kWh .

II. Méthodes

1) Comparer des consommations d’énergie électrique

Vous venez d’acheter un nouvel aspirateur sur lequel est indiqué « contrôle de puissance variable 350-1 600 W ».

Le tableau suivant donne des précisions sur les deux modes de puissance d’aspiration. Quel est le mode le plus économique ?

Solution

On compare l’énergie consommée pour chaque mode.

Le mode puissance maxi est donc plus économique.

2) Calculer le coût de l’électricité consommée

Un téléviseur consomme 50 W en fonctionnement normal et 5 W en veille.

Ce téléviseur est utilisé en moyenne 4 heures par jour.

Le coût du kilowattheure est de 0,15 €/kWh.

a. Quels sont la consommation annuelle de l’appareil et son coût annuel en fonctionnement normal ?

b. Quels sont la consommation annuelle de l’appareil et son coût annuel en veille ?

Solution

a. Consommation annuelle en fonctionnement normal :

4 h/jour × 365 jours × 0,050 kW = 73 kWh.

Coût annuel de l’appareil en fonctionnement :

73 kWh × 0,15 €/kWh = 10,95 €.

b. Consommation annuelle en veille :

20 h/jour × 365 jours × 0,005 kW = 36,5 kWh.

Coût annuel en mode veille :

36,5 kWh × 0,15 €/kWh = 5,47 €.