Source, transfert et conversion d’énergie
Réservoir d’énergie
Transfert d’énergie
Conversion d’énergie
L’énergie « totale » d’un objet qui chute est appelée énergie mécanique \(E_m\). C’est la somme de son énergie cinétique et de son énergie potentielle de position :
\[E_m = E_c + E_p\]Si on trace la variation des énergies cinétique, potentielle et mécanique d’une balle qui chute, on obtient le graphique suivant :
On remarque que l’énergie mécanique est à peu près constante au cours de la chute.
On dit qu’il y a conservation de l’énergie mécanique au cours de la chute.
L’énergie potentielle de position (qui diminue) est transformée en énergie cinétique (qui augmente donc).
Frottements
La conservation de l’énergie mécanique n’est vraie que si on néglige les frottements de l’objet avec l’air.
Si on tient compte de ces frottements, l’énergie mécanique diminue légèrement au cours de la chute (elle est transformée en énergie thermique : la balle et l’air chauffent légèrement).
Effet Joule
Lors du passage de l’électricité dans un résistor, une partie de l’énergie électrique est convertie en énergie thermique. Cela s’appelle l’effet Joule.
La puissance convertie par effet Joule \(P_J\) peut être calculée à l’aide de la relation suivante (avec \(P_J\) en watts, \(R\) en ohms et \(I\) en ampères) :
\[P_J = R \times I^2\]Dans certains cas, le but du résistor est de produire de la chaleur (radiateur électrique par exemple) et on essaie d’augmenter l’effet Joule. Dans d’autres cas, l’effet Joule correspond à des pertes d’énergie et on essaie de le limiter (par exemple dans les câbles des lignes à haute tension).