Watt

Le watt est une unité de puissance.

Le terme provient du nom de l'ingénieur James Watt qui a contribué au développement de la machine à vapeur.

Définition

Le watt (symbole W) est l'unité SI de puissance, de flux énergétique et de flux thermique.

Un watt est la puissance d'un système énergétique dans lequel est transférée uniformément une énergie de 1 joule pendant 1 seconde :

$$

W = J \cdot s^{-1} = N \cdot m \cdot s^{-1} = kg \cdot m^2 \cdot s^{-3}

ou :

$1\; \backslash \; \backslash mathrm\{W\}\; =\; 1\; \backslash \; \backslash dfrac\{\backslash mathrm\{J\}\}\{\backslash mathrm\{s\}\}\; =\; 1\; \backslash dfrac\{\backslash mathrm\{N\backslash cdot\; m\}\}\{\backslash mathrm\{s\}\}\; =\; 1\; \backslash \; \backslash dfrac\{\backslash mathrm\{kg\}\; \backslash cdot\; \backslash mathrm\{m^2\}\}\{\backslash mathrm\{s^3\}\}$

En électricité

En électricité, le watt est la puissance d'un système débitant une intensité de 1 ampère sous une tension de 1 volt. C'est le produit de la tension par l'intensité :

$P(t)\; =\; U(t)\; \backslash cdot\; I(t)$

$P\; (t)$ – puissance en fonction de $t$ - (Watt).

$U\; (t)$ – tension électrique en fonction de $t$ - (Volt).

$I\; (t)$ – courant électrique en fonction de $t$ - (Ampère).

Il peut s'agir d'une puissance moyenne, efficace ou instantanée, selon la nature des courants et des tensions (continu ou alternatif) et de leur variation en fonction du temps.

En intégrant cette puissance sur un temps de 1 heure, on obtient une quantité d'énergie dont l'unité pratique courante est le kilowatt-heure équivalent à joules.

Le mégawatt (MW) – soit un million de watts – est une unité fréquemment utilisée en production électrique, une tranche de centrale nucléaire française (qui en comprend en général quatre) délivre généralement une puissance de électriques. Le gigawatt (GW) correspond, lui, à un milliard de watts.

Le térawatt (TW) – soit un 10 watts – est utilisé pour des évaluations globales de puissances.

En mécanique

En mécanique le watt est la puissance d'un système fournissant un travail de 1 newton sur une distance de 1 mètre pendant 1 seconde. Si le point d'application d'une force de 1 Newton se déplace à la vitesse de 1 m/s la puissance vaut 1 watt :

$P\; =\; \backslash frac\{F\; s\}\{t\}\; =\; \backslash int\; F\; \backslash cdot\; \backslash mathrm\{d\}v\; =\; \backslash frac\{\backslash mathrm\{d\}W\}\{\backslash mathrm\{d\}t\}$

$F$ – force - (newton).

$s$ – distance -(mètre).

$t$ – temps - (seconde).

$v$ – vitesse - (m/s).

$W$ – travail-(joule).

Ordres de grandeur

À l'image de l'accélération qui ne doit pas être confondue avec la notion de vitesse, la notion de puissance (mesurée en watt) ne doit pas être confondue avec la notion d'énergie (mesurée en joule). La puissance étant le quotient de l'énergie par le temps.

Ainsi, si un travail de 600 J doit être produit (correspondant par exemple à l'énergie à fournir pour élever la température d'un verre d'eau de 100 ml de 18,5 °C à 20 °C), il s'effectuera par exemple :

• en 10 minutes (soit 600 secondes) avec une machine d'une puissance de 1 W (en pratique : appareil en mode « veille » ) ;
• en 1 minute (soit 60 secondes) avec une machine d'une puissance de 10 W (en pratique : puissance d'une petite ampoule électrique) ;
• en 1 seconde avec une machine d'une puissance de 600 W (en pratique : puissance d'une perceuse électrique).

Le watt peut être considéré comme une petite unité. Pour mémoire :

• une automobile citadine de 100 ch délivre une puissance de (c'est-à-dire 73,6 kW) ;
• un coureur cycliste professionnel peut délivrer à plein effort, et sur un court instant, une puissance de 1 500 W (c'est-à-dire 1,5 kW) ;
• une machine à laver le linge nécessite une puissance de l'ordre de 1 000 à 2 000 W ;
• un ordinateur de bureau fixe avec son écran LCD consomme une puissance de 150 à 200 W environ ;
• une ampoule électrique courante à incandescence requiert une puissance de 60 W (5 fois moins pour une lampe fluorescente à ballast électronique dite « basse consommation »).

Watt électrique et thermique

Le watt électrique (abréviation : We) correspond à la production de puissance électrique. Ses multiples sont le mégawatt électrique (MWe) et le gigawatt électrique (GWe).

Le watt thermique (abréviation: Wt ou Wth) correspond à la production de puissance thermique. Ses multiples sont le mégawatt thermique (MWt ou MWth) et le gigawatt thermique (GWt ou GWth).

Cette précision est nécessaire pour distinguer la production électrique de la production thermique d'une centrale. Par exemple, la centrale nucléaire d'Embalse en Argentine génère 2109 MW de chaleur (2109 MWth), et seulement 648 MW d'électricité (648 MWe), étant donné que la transformation d'énergie thermique en énergie électrique ne peut se faire qu'avec des pertes (efficacité de l'ordre de 30 à 40 %).

Voir aussi

Liens internes

• Puissance
• Ordre de grandeur (puissance)
• Diagramme de Watt
• Tarif d'électricité
• Kilowatt-heure
• Watt-crête

Liens externes

• Définition du watt sur energie-environnement.ch

• Conversion de watt vers autres unités de puissance