Effet Joule et rendement : fiche de révision de 1re

Publié le 7 novembre 2026 · Mis à jour le 7 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

Effet Joule : un conducteur traversé par un courant s'échauffe, car l'énergie électrique y est transformée en énergie thermique.
Puissance dissipée dans une résistance : $P = R\,I^2$ ; énergie sur une durée $\Delta t$ : $E = P\,\Delta t$ (en joules, avec $\Delta t$ en secondes).
Rendement : $\rho = \dfrac{E_{\text{utile}}}{E_{\text{reçue}}}$ , un nombre sans unité compris entre 0 et 1 (ou entre 0 % et 100 %).
Selon l'appareil, l'effet Joule est recherché (chauffage) ou subi (pertes dans les lignes et les câbles).
Pour limiter les pertes en ligne, on augmente la tension afin de diminuer l'intensité.

L'effet Joule : ce qu'il faut savoir

D'où vient cet échauffement ? Le courant est un déplacement d'ensemble de charges. Ces charges croisent les atomes du matériau et se font freiner : c'est ce frein que l'on appelle la résistance. L'énergie perdue par les charges ne disparaît pas, elle chauffe le matériau ⁴. Le phénomène porte le nom du physicien anglais James Prescott Joule, qui a étudié le lien entre la chaleur dégagée et la résistance d'un conducteur parcouru par un courant continu ³.

PropriétéPuissance et énergie dissipées

Pour un conducteur ohmique de résistance $R$ traversé par un courant d'intensité $I$ :

$P = R\,I^2 \qquad\text{et}\qquad E = P\,\Delta t = R\,I^2\,\Delta t$

Grandeur	Symbole	Unité
Puissance	$P$	watt (W)
Résistance	$R$	ohm ( $\Omega$ )
Intensité	$I$	ampère (A)
Durée	$\Delta t$	seconde (s)
Énergie	$E$	joule (J)

Le joule est l'unité d'énergie, de symbole J ³. Une puissance indique l'énergie échangée en une seconde ² : $1\ \text{W} = 1\ \text{J}\cdot\text{s}^{-1}$ .

Le rendement d'un convertisseur

Le rendement n'a pas d'unité. Un appareil ne crée pas d'énergie : l'énergie utile ne peut pas dépasser l'énergie reçue, donc $0 \le \rho \le 1$ . On l'exprime souvent en pourcentage ( $\rho = 0{,}75$ s'écrit aussi $75\ \%$ ). La différence $E_{\text{reçue}} - E_{\text{utile}}$ correspond aux pertes, souvent sous forme de chaleur.

Effet Joule recherché ou subi

Tout conducteur réel présente de l'effet Joule, avec plus ou moins d'importance ⁴. Deux situations s'opposent.

Pièges et réflexes de contrôle

Questions flash

4 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

Un conducteur ohmique de résistance $R = 20\ \Omega$ est traversé par un courant d'intensité $I = 2{,}0\ \text{A}$ . Quelle puissance dissipe-t-il par effet Joule (en W) ?
Ta réponse W
Un four reçoit $200\ \text{J}$ d'énergie électrique et en restitue $150\ \text{J}$ sous forme utile. Quel est son rendement (valeur décimale, sans unité) ?
Ta réponse
Pourquoi transporte-t-on l'électricité sous haute tension sur de longues distances ?
Pour diminuer l'intensité du courant et donc les pertes par effet Joule dans la lignePour augmenter la résistance des câbles et mieux les chaufferPour que le rendement des centrales dépasse 100 %Pour que le courant circule plus vite dans les fils
Un convertisseur peut avoir un rendement égal à 1,2 si l'on soigne sa conception.
VraiFaux

Les questions qu'on se pose

Comment savoir si je dois utiliser P = R I² ou un rendement ?

Si l'énoncé donne une résistance et un courant et demande la chaleur ou la puissance dissipée, utilise $P = R\,I^2$ . S'il compare ce qu'un appareil restitue d'utile à ce qu'il reçoit, c'est un rendement. Les deux se combinent souvent : on calcule d'abord l'énergie dissipée, puis on la compare à l'énergie reçue.

Un radiateur a-t-il vraiment un rendement de 100 % ?

En théorie, oui : un appareil fondé sur une résistance convertit toute l'énergie électrique en chaleur ⁴. Ce rendement porte sur la conversion en chaleur. Il ne dit rien de la manière dont cette chaleur est répartie dans la pièce, ni de ce qui se passe en amont, lors de la production et du transport de l'électricité.

Faut-il toujours convertir en joules ?

Pour une énergie en joules, la durée doit être en secondes et la puissance en watts. Pour un rendement, il suffit que l'énergie utile et l'énergie reçue soient dans la même unité : les unités se simplifient alors dans le rapport.

Sources

Conversion d'énergie et efficacité énergétique (ressources d'accompagnement STI), Éduscol. Consulté le 7 novembre 2026.
Énergie et puissance - Classe de 1ère S, Académie de Strasbourg. Consulté le 7 novembre 2026.
Joule (dictionnaire), Universalis. Consulté le 7 novembre 2026.
Effet Joule, Wikipédia. Consulté le 7 novembre 2026.

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