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 ou un traitement (par exemple, 18 $/heure ou 50 000 $/an), ou un taux d’utilisation (par exemple, dépenser 20 $/heure pour louer un canoë ou 1500 $/mois en loyer).
La puissance peut être exprimée dans de nombreuses unités différentes, qui peuvent toutes être exprimées comme une 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 par seconde pour rester allumée. La puissance moyenne produite par le corps humain lors d’un exercice modéré est d’environ 100 W.
Pour la plupart des moteurs et des centrales électriques, il existe deux puissances différentes. La vitesse à laquelle l’énergie arrive dans le système à partir du carburant est la puissance thermique. La quantité de puissance que le moteur produit est la puissance mécanique. Pour une centrale électrique, cette sortie est de 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 :
- P est la puissance moyenne de sortie, mesurée en watts (W)
- ΔEsys est le changement net d’énergie du système en joules (J) – également appelé travail.
- Δt est la durée – combien de temps dure l’utilisation de l’énergie – mesurée en secondes (s)
Puisque la puissance est un taux d’utilisation de l’énergie (énergie divisée par un intervalle de temps), la multiplication d’une unité de puissance par une unité de temps donnera une quantité d’énergie. L’unité d’énergie kilowattheure (kWh) en est un exemple. Un kilowatt étant égal à 1000 watts, 1 kWh représente la quantité d’énergie transférée en une heure à partir d’une puissance de 1000 watts (c’est-à-dire des joules par seconde). Ainsi, 1 kWh est égal à 3 600 000 joules de transfert d’énergie (travail).
Une plus grande puissance permet d’accomplir une tâche avec un besoin énergétique donné en un temps plus court. Par exemple, soulever un bloc de 15 kg à 2 mètres dans les airs. Cette tâche nécessite environ 300 J d’apport d’énergie (travail). Un système de moteur et de poulie d’une puissance de 5 W pourrait accomplir cette tâche en une minute. Cependant, un moteur plus puissant d’une puissance de 100 W pourrait élever la boîte à la même hauteur en seulement trois secondes ! Mais au final, les deux moteurs auront effectué la même quantité de travail (transfert d’énergie) pour soulever la boîte.
| Puissance produite | temps | Total du transfert d’énergie |
|---|---|---|
| 5 W | 60 s | 300 J |
| 100W | 3 s | 300 J |
Conversion des unités de puissance
Voir ci-dessous pour convertir entre les différentes unités de puissance :
Pour plus de lecture
- Énergie
- Énergie d’utilisation finale
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