Énergie et puissance électriques : exercices de 1re

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

La puissance relie l'énergie échangée à la durée : $P = \dfrac{E}{\Delta t}$ , donc $E = P \times \Delta t$ .
Avec $P$ en watts et $\Delta t$ en secondes, l'énergie est en joules ; avec $\Delta t$ en heures, elle est en wattheures.
Pour passer des Wh aux J, on multiplie par 3 600 ; pour passer des Wh aux kWh, on divise par 1 000.
Avant tout calcul, on convertit les durées et les puissances dans des unités compatibles, puis on vérifie l'ordre de grandeur.

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices portent sur un seul outil : la relation entre l'énergie, la puissance et la durée. Elle revient dans presque tous les calculs de consommation électrique, et le programme demande de savoir la mobiliser sur des situations de la vie courante ². Cherche d'abord seul(e), sur une feuille, avant d'ouvrir les indices puis la correction.

Les exercices sont classés par difficulté. Les premiers demandent une seule multiplication, les suivants obligent à isoler une grandeur ou à changer d'unité, les derniers mélangent plusieurs appareils ou plusieurs conversions. Si un exercice te bloque, reviens à la méthode ci-dessous plutôt que de chercher une formule au hasard.

Rappels de conversions

Si la puissance est exprimée en watts, l'énergie peut s'exprimer en wattheures (Wh) en prenant la durée en heures ⁵. Comme une heure vaut 3 600 secondes, un wattheure vaut $1\ \text{W} \times 3\ 600\ \text{s} = 3\ 600\ \text{J}$ . Le kilowattheure (kWh) vaut mille wattheures, donc $1\ \text{kWh} = 3{,}6 \times 10^{6}\ \text{J}$ .

Je pars de	Je veux	Je fais
minutes	secondes	je multiplie par 60
heures	secondes	je multiplie par 3 600
Wh	J	je multiplie par 3 600
Wh	kWh	je divise par 1 000
kJ	J	je multiplie par 1 000
kWh	J	je multiplie par $3{,}6 \times 10^{6}$

Ces facteurs ne sont pas à apprendre par cœur comme des formules isolées : ils se retrouvent en une ligne. Pour les Wh, on se demande toujours « combien de joules fait 1 W pendant 1 h ? », et la réponse, $1 \times 3\ 600$ , donne le facteur.

Un exemple entièrement rédigé

ExempleUn sèche-cheveux

Énoncé. Un sèche-cheveux de puissance $1\ 800\ \text{W}$ fonctionne pendant $5\ \text{min}$ . Quelle énergie convertit-il, en joules puis en wattheures ?

Repérage. On connaît $P = 1\ 800\ \text{W}$ et la durée ; on cherche $E$ .

Conversion. Pour des joules, la durée doit être en secondes : $\Delta t = 5 \times 60 = 300\ \text{s}$ .

Calcul. $E = P \times \Delta t = 1\ 800 \times 300 = 540\ 000\ \text{J}$ .

Changement d'unité. $540\ 000 \div 3\ 600 = 150\ \text{Wh}$ . On retrouve le même résultat en prenant directement $\Delta t = \dfrac{5}{60}\ \text{h}$ : $1\ 800 \times \dfrac{5}{60} = 150\ \text{Wh}$ .

Conclusion. Le sèche-cheveux convertit $540\ \text{kJ}$ , soit $150\ \text{Wh}$ , en cinq minutes.

Vérifier un résultat : ordres de grandeur et pièges

Un calcul juste n'est pas seulement un calcul sans faute d'opération : c'est un résultat plausible. Le programme insiste sur la comparaison d'ordres de grandeur de puissances ⁵. Avant de conclure, pose-toi trois questions.

Le nombre est-il du bon ordre ? Une lampe de bureau ne convertit pas des millions de joules en une heure ; un radiateur allumé la nuit consomme bien plus qu'une lampe.
L'unité est-elle la bonne ? Une puissance s'exprime en watts, une énergie en joules ou en wattheures. Une réponse « énergie en W » est forcément fausse.
Le sens de variation est-il logique ? À énergie fixée, une puissance plus grande donne une durée plus courte.

Les exercices

Exercice 1 Une lampe allumée toute la soirée

★☆☆Environ 4 min

Une lampe de bureau a une puissance de $10\ \text{W}$ . Elle reste allumée pendant $5\ \text{h}$ .

Calcule l'énergie électrique qu'elle convertit, en wattheures.

Indice 1

La puissance est en watts et la durée en heures : quelle unité d'énergie obtiens-tu directement ?

Voir la correction pas à pas

On cherche une énergie connaissant la puissance et la durée : $E = P \times \Delta t$ .
La puissance est en W et la durée en h, donc aucune conversion n'est nécessaire pour obtenir des Wh.
$E = 10 \times 5 = 50\ \text{Wh}$ .
Conclusion : la lampe convertit $50\ \text{Wh}$ d'énergie électrique en 5 heures.

Quand la puissance est en watts et la durée en heures, le produit est directement en wattheures.

Exercice 2 Le four à micro-ondes

★☆☆Environ 5 min

Un four à micro-ondes de puissance $800\ \text{W}$ fonctionne pendant $3\ \text{min}$ .

Calcule l'énergie convertie, en joules.

Indice 1

Pour obtenir des joules, la durée doit être en secondes.

Indice 2

$3\ \text{min} = 3 \times 60\ \text{s}$ .

Voir la correction pas à pas

On convertit la durée : $\Delta t = 3 \times 60 = 180\ \text{s}$ .
On écrit la relation : $E = P \times \Delta t$ .
$E = 800 \times 180 = 144\ 000\ \text{J}$ .
Conclusion : le four convertit $1{,}44 \times 10^{5}\ \text{J}$ , soit $144\ \text{kJ}$ .

Un watt est un joule par seconde : avec des watts, la durée doit être en secondes pour trouver des joules.

Exercice 3 Le radiateur de la chambre

★☆☆Environ 5 min

Un radiateur électrique de puissance $1\ 500\ \text{W}$ fonctionne $8\ \text{h}$ pendant une nuit.

Calcule l'énergie consommée en kilowattheures.

Indice 1

Calcule d'abord en Wh, puis convertis.

Indice 2

$1\ \text{kWh} = 1\ 000\ \text{Wh}$ .

Voir la correction pas à pas

On calcule l'énergie en Wh : $E = 1\ 500 \times 8 = 12\ 000\ \text{Wh}$ .
On convertit : $12\ 000 \div 1\ 000 = 12\ \text{kWh}$ .
Autre voie : $P = 1{,}5\ \text{kW}$ , donc $E = 1{,}5 \times 8 = 12\ \text{kWh}$ .
Conclusion : le radiateur consomme $12\ \text{kWh}$ .

On peut aussi exprimer la puissance en kilowatts : le produit avec des heures donne alors directement des kilowattheures.

Exercice 4 Retrouver une puissance

★★☆Environ 6 min

Un appareil échange une énergie de $7\ 200\ \text{J}$ en $2\ \text{min}$ de fonctionnement.

Calcule sa puissance, en watts.

Indice 1

Isole $P$ dans la relation $E = P \times \Delta t$ .

Indice 2

Convertis la durée en secondes avant de diviser.

Voir la correction pas à pas

On isole la puissance : $P = \dfrac{E}{\Delta t}$ .
On convertit : $\Delta t = 2 \times 60 = 120\ \text{s}$ .
$P = \dfrac{7\ 200}{120} = 60\ \text{W}$ .
Conclusion : l'appareil a une puissance de $60\ \text{W}$ , comparable à celle d'une ampoule à incandescence.

Une puissance, c'est une énergie par seconde : on divise toujours par une durée en secondes pour obtenir des watts.

Exercice 5 Chauffer l'eau d'une bouilloire

★★☆Environ 6 min

Une bouilloire de puissance $2\ 000\ \text{W}$ doit convertir une énergie de $300\ \text{kJ}$ pour porter l'eau à ébullition.

Calcule la durée de fonctionnement nécessaire, en secondes.

Indice 1

Convertis les kilojoules en joules.

Indice 2

Isole $\Delta t$ dans $E = P \times \Delta t$ .

Voir la correction pas à pas

On convertit : $E = 300\ \text{kJ} = 300\ 000\ \text{J}$ .
On isole la durée : $\Delta t = \dfrac{E}{P}$ .
$\Delta t = \dfrac{300\ 000}{2\ 000} = 150\ \text{s}$ .
Conclusion : la bouilloire doit fonctionner $150\ \text{s}$ , soit $2\ \text{min}\ 30\ \text{s}$ .

Une bouilloire plus puissante convertit la même énergie plus vite : la durée est inversement proportionnelle à la puissance.

Exercice 6 La batterie en joules

★★☆Environ 5 min

La batterie d'un casque audio stocke une énergie de $15\ \text{Wh}$ .

Exprime cette énergie en joules.

Indice 1

Que vaut $1\ \text{Wh}$ ? Pense à $1\ \text{W}$ pendant $1\ \text{h}$ .

Indice 2

$1\ \text{h} = 3\ 600\ \text{s}$ .

Voir la correction pas à pas

Un wattheure est l'énergie échangée à $1\ \text{W}$ pendant $3\ 600\ \text{s}$ : $1\ \text{Wh} = 1 \times 3\ 600 = 3\ 600\ \text{J}$ .
On multiplie : $E = 15 \times 3\ 600 = 54\ 000\ \text{J}$ .
Conclusion : la batterie stocke $54\ \text{kJ}$ .

Pour passer des Wh aux J, on multiplie par 3 600 ; l'inverse se fait en divisant.

Exercice 7 Le fer à repasser

★★☆Environ 6 min

Un fer à repasser de puissance $2\ 400\ \text{W}$ est utilisé pendant $20\ \text{min}$ .

Calcule l'énergie consommée, en kilowattheures.

Indice 1

Exprime la durée en heures : $20\ \text{min}$ représente une fraction d'heure.

Indice 2

Pense aussi à passer la puissance en kilowatts.

Voir la correction pas à pas

On convertit la puissance : $P = 2\ 400\ \text{W} = 2{,}4\ \text{kW}$ .
On convertit la durée : $\Delta t = \dfrac{20}{60}\ \text{h} = \dfrac{1}{3}\ \text{h}$ .
$E = 2{,}4 \times \dfrac{1}{3} = 0{,}8\ \text{kWh}$ .
Contrôle : $2\ 400 \times \dfrac{1}{3} = 800\ \text{Wh}$ , soit bien $0{,}8\ \text{kWh}$ .
Conclusion : le fer consomme $0{,}8\ \text{kWh}$ .

Garder la durée sous forme de fraction (un tiers d'heure) évite l'arrondi d'un 0,33 approximatif.

Exercice 8 Comparer deux fours à micro-ondes

★★★Environ 8 min

Pour réchauffer le même plat, on utilise deux fours.

Four A : puissance $700\ \text{W}$ , durée $2\ \text{min}\ 30\ \text{s}$ .
Four B : puissance $900\ \text{W}$ , durée $100\ \text{s}$ .

Calcule la différence $E_A - E_B$ entre les énergies converties par chacun, en joules, puis dis lequel convertit le plus d'énergie.

Indice 1

Convertis la durée du four A en secondes seulement.

Indice 2

Calcule chaque énergie séparément avant de les soustraire.

Voir la correction pas à pas

Durée du four A : $\Delta t_A = 2 \times 60 + 30 = 150\ \text{s}$ .
Énergie du four A : $E_A = 700 \times 150 = 105\ 000\ \text{J}$ .
Énergie du four B : $E_B = 900 \times 100 = 90\ 000\ \text{J}$ .
Différence : $E_A - E_B = 15\ 000\ \text{J}$ .
Conclusion : le four A convertit davantage d'énergie, bien que sa puissance soit plus faible, car il fonctionne plus longtemps.

Une puissance plus grande ne signifie pas une énergie plus grande : tout dépend aussi de la durée.

Exercice 9 Une lampe pour égaler le sèche-cheveux

★★★Environ 8 min

Un sèche-cheveux de puissance $1\ 800\ \text{W}$ fonctionne pendant $5\ \text{min}$ . Une lampe de puissance $60\ \text{W}$ doit convertir la même énergie.

Calcule la durée de fonctionnement de la lampe, en heures.

Indice 1

Calcule d'abord l'énergie du sèche-cheveux en joules.

Indice 2

Divise cette énergie par la puissance de la lampe, puis passe des secondes aux heures.

Voir la correction pas à pas

Durée du sèche-cheveux : $5 \times 60 = 300\ \text{s}$ .
Énergie : $E = 1\ 800 \times 300 = 540\ 000\ \text{J}$ .
Durée de la lampe : $\Delta t = \dfrac{E}{P} = \dfrac{540\ 000}{60} = 9\ 000\ \text{s}$ .
Conversion : $\dfrac{9\ 000}{3\ 600} = 2{,}5\ \text{h}$ .
Conclusion : la lampe doit rester allumée $2{,}5\ \text{h}$ , soit $2\ \text{h}\ 30\ \text{min}$ .

La puissance de la lampe est trente fois plus faible : il lui faut une durée trente fois plus longue pour convertir la même énergie.

Exercice 10 Le coût d'un ordinateur sur un mois

★★★Environ 9 min

Un ordinateur fixe, de puissance moyenne $120\ \text{W}$ , est utilisé $4\ \text{h}$ par jour pendant $30$ jours. Le prix du kilowattheure est supposé égal à $0{,}25$ euro.

Calcule le coût de l'énergie électrique consommée sur la période, en euros.

Indice 1

Calcule d'abord la durée totale de fonctionnement en heures.

Indice 2

Passe l'énergie en kWh avant d'appliquer le prix.

Voir la correction pas à pas

Durée totale : $\Delta t = 4 \times 30 = 120\ \text{h}$ .
Énergie : $E = 120 \times 120 = 14\ 400\ \text{Wh} = 14{,}4\ \text{kWh}$ .
Coût : $14{,}4 \times 0{,}25 = 3{,}60$ euros.
Conclusion : l'ordinateur coûte environ $3{,}60$ euros d'électricité sur le mois.

Le prix est donné au kWh : on convertit l'énergie en kWh avant de multiplier, sans quoi le résultat serait mille fois trop grand.

Les questions qu'on se pose

Quelle est la différence entre énergie et puissance ?

L'énergie mesure ce qui a été converti ou transféré au total (en joules ou en wattheures). La puissance mesure la rapidité de ce transfert : c'est l'énergie échangée par unité de temps ⁶. Un appareil très puissant utilisé quelques secondes peut convertir moins d'énergie qu'un appareil modeste allumé toute la journée.

Pourquoi la facture d'électricité est-elle en kilowattheures et pas en joules ?

Le joule est une unité très petite par rapport aux consommations domestiques. Comme l'énergie peut s'exprimer en wattheures lorsque la puissance est en watts ⁵, on utilise son multiple, le kilowattheure, qui vaut $3{,}6 \times 10^{6}\ \text{J}$ et donne des nombres plus faciles à manipuler.

Comment savoir quelle unité de durée utiliser ?

Regarde l'unité que tu veux obtenir pour l'énergie. Pour des joules, mets la durée en secondes ; pour des wattheures ou des kilowattheures, mets-la en heures. Dans tous les cas, la puissance doit être en watts (ou en kilowatts pour des kWh).

Que faire si l'énoncé donne l'énergie en kilojoules ?

Convertis en joules avant de calculer : $1\ \text{kJ} = 1\ 000\ \text{J}$ . Tu peux aussi garder les kilojoules si tu exprimes la puissance en kilowatts, car un kilowatt correspond à un kilojoule par seconde. L'essentiel est de ne jamais mélanger des unités avec et sans préfixe dans une même formule.

Sources

Physique-chimie - L'énergie : conversions et transferts - Aspects énergétiques des phénomènes électriques, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
L'énergie et ses conversions - Mettre en œuvre son enseignement, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
Programmes et ressources en physique-chimie - voie générale et technologique, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
Scénario pédagogique : Puissance et énergie électriques, Académie de Grenoble. Consulté le 6 novembre 2026.
Énergie et puissance - Ressources pédagogiques 1ère S, Académie de Strasbourg. Consulté le 6 novembre 2026.
Puissance électrique, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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Exercice 1 Une lampe allumée toute la soirée

Exercice 2 Le four à micro-ondes

Exercice 3 Le radiateur de la chambre

Exercice 4 Retrouver une puissance

Exercice 5 Chauffer l'eau d'une bouilloire

Exercice 6 La batterie en joules

Exercice 7 Le fer à repasser

Exercice 8 Comparer deux fours à micro-ondes

Exercice 9 Une lampe pour égaler le sèche-cheveux

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