7.1 : Puissance instantanée

La puissance instantanée est importante dans les circuits électriques, principalement lorsqu’il s’agit d’une entrée sinusoïdale. La puissance instantanée, notée p(t), résulte de la multiplication de la tension instantanée (v(t)) aux bornes d'un élément et du courant instantané (i(t)) qui le traverse. Cette relation adhère à la convention du signe passif et représente un principe fondamental en génie électrique.

Lorsqu’on examine la puissance instantanée, elle peut être exprimée comme une combinaison de deux termes distincts. Le premier terme, qui reste constant, dépend de la différence de phase entre la tension et le courant. Le deuxième terme, caractérisé par une oscillation sinusoïdale, présente une fréquence deux fois supérieure à celle de la tension ou du courant.

Dans les circuits comprenant des éléments de résistance et de réactance, la puissance instantanée est dynamique, oscillant entre des valeurs positives et négatives. Dans le cas de circuits purement résistifs, où la tension et le courant sont parfaitement en phase, la puissance instantanée se dissipe systématiquement positivement.

À l’inverse, dans les circuits dominés par des composants inductifs et capacitifs, le déphasage entre tension et courant entraîne des fluctuations intermittentes de la puissance instantanée entre valeurs positives et négatives. Ce phénomène peut être attribué au stockage et à la libération cycliques d'énergie par les inductances et les condensateurs lorsque le courant traverse les premiers et qu'une tension apparaît aux bornes des seconds. Pendant la phase de libération d'énergie, ces éléments réactifs agissent comme des sources d'énergie, fournissant efficacement de l'énergie dans le circuit, ce qui entraîne la manifestation d'une puissance instantanée négative. Cette interaction complexe de tension, de courant et de dynamique de puissance souligne les principes fondamentaux régissant les circuits électriques. La compréhension de ces principes est essentielle pour une gestion efficace de l’énergie et la conception de systèmes électriques.