Puissance dissipée et effet Joule

Le cas particulier des dipôles ohmiques

Un dipôle ohmique (une résistance) obéit à la loi d'Ohm : U = R x I. En combinant cette loi avec P = U x I, on obtient deux autres expressions très utiles de la puissance :

P = R x I^2

P = U^2 / R

Ces trois formules (P = U x I, P = R x I^2, P = U^2 / R) donnent toujours le même résultat pour un dipôle ohmique : choisis celle qui utilise les grandeurs connues dans l'exercice.

L'effet Joule

Lorsqu'un courant traverse une résistance, une partie (ou la totalité) de l'énergie électrique se transforme en chaleur : c'est l'effet Joule. C'est ce phénomène qui explique le fonctionnement des grille-pain, radiateurs et fers à repasser, mais aussi l'échauffement indésirable des câbles ou des composants électroniques.

Exemple concret

Une résistance de R = 20 ohms est traversée par un courant I = 3 A. La puissance dissipée par effet Joule vaut :

P = R x I^2 = 20 x 3^2 = 20 x 9 = 180 W

Si on connaît plutôt la tension à ses bornes, disons U = 60 V, on retrouve le même résultat avec P = U^2 / R = 60^2 / 20 = 3600 / 20 = 180 W.

Piège classique

Dans P = R x I^2, c'est l'intensité qui est au carré, pas la résistance ! Une erreur fréquente consiste à calculer (R x I)^2 au lieu de R x I^2, ce qui donne un résultat totalement différent. De même, dans P = U^2 / R, c'est la tension qui est au carré : vérifie toujours quelle grandeur porte l'exposant 2 avant de te lancer dans le calcul.