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Niveau école ingénieur
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Différence entre puissance électrique et flux de chaleur

Posté par
Apilar99
11-08-22 à 19:28

Bonjour,

Dans mon cours de thermique, on dit que le flux de chaleur peut se calculer de la façon suivante :
phi = K*S* delta(T) où K = coefficient de transfert et S = surface.

On me dit aussi que dans le cas particulier où on a un matériau cylindrique, on a :
phi = delta(T)/(ln(r_e / r_i ) /(2*pi * lambda * L))
où : r_e et r_i sont les rayons extérieur et intérieur du cylindre,
lambda = conductivité thermique
L = longueur du cylindre

Si ce matériau cylindrique est une résistance R parcourue par un courant I,  la puissance électrique (par effet Joule) est donc : P = R*I^2

Ma question est de savoir si la puissance électrique est la même puissance que le phi (ou alors c'est deux contributions différentes qu'il faut prendre en compte séparément).

En bref , P  = phi ?

Merci d'avance.

Posté par
vanoise
re : Différence entre puissance électrique et flux de chaleur 11-08-22 à 22:05

Bonsoir
Quelques mises au points nécessaires effectivement !

Un flux thermique est une quantité de chaleur transférée par unité de temps. Il s'agit donc d'une puissance thermique mesurée en watts et notée indifféremment \Phi  ou \Phi_{th} ou Pth.

Citation :
phi = K*S* delta(T) où K = coefficient de transfert et S = surface.

Il s'agit de la puissance thermique ou flux thermique échangée par convection entre un solide et un fluide (gaz ou liquide)
Citation :
phi = delta(T)/(ln(r_e / r_i ) /(2*pi * lambda * L))

Il s'agit maintenant de conductivité thermique. Il y a une analogie avec les lois de l'électricité à condition de faire correspondre à l'intensité électrique le flux thermique (puissance thermique) et à la différence de potentiels (tension) la différence de température. La loi d'Ohm en électricité s'écrit :
U=R.I
En conduction thermique :
\Delta T=R_{th}\cdot \Phi
ou encore :
\Phi=\frac{\Delta T}{R_{th}}
où Rth est la résistance thermique qui dépend de la conductance thermique et de la géométrie du conducteur thermique.
Attention : inutile de connaître des formules sans avoir compris ses conditions de validité...

Posté par
Apilar99
re : Différence entre puissance électrique et flux de chaleur 12-08-22 à 08:11

Rebonjour,

Merci d'avoir pris le temps d'éclaircir certains points.

Cependant, je n'arrive toujours pas à voir si le "lien" entre thermique et électricité ne se fait uniquement par une analogie  : I <-> phi , U <-> delta(T) ou si on peut "mélanger" ses deux notions.

En effet, voici un exemple concret dans lequel j'ai du mal à comprendre si : flux thermique via une conduction de chaleur = puissance dissipée par effet joule.

Ma question réside de le ' = ' que j'ai entouré en rouge.

Différence entre puissance électrique et flux de chaleur

Posté par
vanoise
re : Différence entre puissance électrique et flux de chaleur 12-08-22 à 09:35

L'analogie entre grandeurs électriques et thermiques en cas de conduction s'arrête à ce que j'ai déjà écrit. Maintenant des égalités de puissances peuvent exister selon les dispositifs...
Ici , le régime est permanent : la température reste fixe en chaque point du conducteur . Celui-ci n'absorbe pas de chaleur. La puissance qu'il reçoit par effet Joule est donc égale à la puissance thermique transmise par le conducteur au milieu extérieur. S'il n'en était pas ainsi,la température du conducteur varierait en fonction du temps.

Posté par
Apilar99
re : Différence entre puissance électrique et flux de chaleur 12-08-22 à 14:53

Merci beaucoup!

Bonne journée.



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