Le courant alternatif Le courant alternatif

(1)

Le courant alternatif Le courant alternatif

mercredi 25 janvier 2023

(2)

Sommaire Sommaire



Principe d’une tension alternative Principe d’une tension alternative



Dipôles en alternatif Dipôles en alternatif



Notions de puissance Notions de puissance



Le transport de l’énergie électrique Le transport de l’énergie électrique

(3)

Principe d’une tension alternative Principe d’une tension alternative

) . sin(

. 2 . )

( t V t

v  

Une tension alternative sinusoïdale est définie par l'équation :

V : tension efficace (V) ω : la pulsation (rd/s) ω = 2.π.f = 314 rd/s

(4)

Dipôles en alternatif Dipôles en alternatif

Dipôle résistif : Dipôle résistif :

I

U

Il n’y a pas de déphasage

U

Le courant et la tension sont I

en phase :

(5)

Dipôles en alternatif Dipôles en alternatif

Dipôle inductif : Dipôle inductif :

I

U

Il y a un déphasage

U

Le courant est en quadrature Arrière par rapport à la tension :

I

^{= 90°} 

(6)

Dipôles en alternatif Dipôles en alternatif

Dipôle capacitif : Dipôle capacitif :

I

U

Il y a un déphasage

U

Le courant est en quadrature Avant par rapport à la tension :

I

^{= - 90°} 

(7)

Dipôles en alternatif Dipôles en alternatif

Synthèse : Synthèse :

R Z 

I

U I

U

I

U I

 Z  C 1



.

L

Z 

(8)

Dipôles en alternatif Dipôles en alternatif

Application : Application :

I

U

+ U^L U^L

Objectifs : - Déterminer le déphasage entre U et I - Calculer U pour I = 1A

R = 6Ω Lω = 8Ω

On choisi le courant comme référence

D’après la loi des mailles, on sait que : U = U^R U^R

(9)

Dipôles en alternatif Dipôles en alternatif

I

U U^L

U^R

R = 6Ω Lω = 8Ω

U^R

U^L U

+ U^L U = U^R

Ur

tg (  )  Ul

^

(10)

Notion de puissance Notion de puissance

I

U^L U^R

U

Introduction

Seule, la partie résistance consomme une puissance active - La partie réactive : inductance ou capacité

- La partie active : résistance pure

Dans un dipôle « complexe » on distingue deux parties : U

U^R

U^L



P=U.I.cos()

(11)

Notion de puissance Notion de puissance

Définitions :

Lorsque l’on ne précise pas, on parle de puissance active

S=U.I

- La puissance apparente

P=U.I.cos()

- La puissance active

Q=U.I.sin()

- La puissance réactive On distingue :

E.D.F. Facture une énergie active : P active x temps

(12)

Notion de puissance Notion de puissance

Exercice 1 :

- La puissance apparente - La puissance active

- La puissance réactive

On alimente une lampe de 100W en série avec un

condensateur de 10 F sous 230 V. On vous demande de déterminer :

(13)

Notion de puissance Notion de puissance

Exercice 2 :

- Le courant dans ce montage - La puissance active

- La puissance réactive

On alimente une résistance de 200 Ω, en série avec une inductance de 300 mH, sous 230 V. On vous demande de déterminer :

- La puissance apparente

On branche, en parallèle, un condensateur. Déterminer sa valeur afin d’obtenir un déphasage (I,U) le plus faible possible.

(14)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

2 1 I

I 1

2 N N

I - Le transformateur :

- Principe : - Schéma

- Relations :

I1 E2

N1 N2

E1

I2

1 2 E

E

= =

I1 I2

E2 E1

(15)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

II – Transport en courant continu :

Source : Utilisateur

Ligne

Iu

U Ig

E

Données techniques : • Puissance Installée (utilisateur) P=10kW

• Longueur de la ligne l=1km

P=10kW Sous 230 V

(16)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

A Iu 43,5

230 10 .

10 ³ 



II – Transport en courant continu :

Ligne

Iu

U Ig

E

1 - Calcul du courant :

P=10kW Sous 230 V

Longueur de la ligne l=1km

U Iu  Pu

I = 43,5A

(17)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

44 2

, 8 5

5 ,

43 mm

S  

II – Transport en courant continu :

Ligne I = 43,5A E U

2 – Choix de la ligne :

P=10kW Sous 230 V

J S  I

On choisit J = 8 A/mm²

S = 6 mm²

(18)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique





 1,7.10^⁸.2000 5,67

m R



1,7.10^8



II – Transport en courant continu :

Ligne I = 43,5A E U

3 – Calcul de la chute de tension :

P=10kW Sous 230 V

Rappels

R = 5,67 Ω S = 6 mm²

R



.l



(19)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

V U  246,7 5 

, 43 . 67 ,

 5

U

II – Transport en courant continu :

Ligne I = 43,5A E U

P=10kW Sous 230 V

R = 5,67 Ω S = 6 mm²

I R U  .



(20)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

V U  246,7

 E  U  U

II – Transport en courant continu :

Ligne I = 43,5A E U

4 – Calcul de E :

P=10kW Sous 230 V

R = 5,67 Ω S = 6 mm²

V E  476,7

E = 476,7V

(21)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

 Pu

   ^U^.^I

II – Transport en courant continu :

Ligne I = 43,5A E U

5 – Calcul du rendement :

P=10kW Sous 230 V

R = 5,67 Ω S = 6 mm²

% 2 , 230  48

  E = 476,7V

(22)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

III – Transport en courant alternatif :

Ligne I

E U

Données techniques : • Puissance Installée (utilisateur) P=10kW

• Longueur de la ligne l=1km

P=10kW Sous 230 V

10>1 1>10



(23)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

III – Transport en courant alternatif :

Ligne I

E U

1 – Calcul de I : • I = 4,35 A

P=10kW Sous 230 V

10>1 1>10



(24)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

III – Transport en courant alternatif :

Ligne

I = 4,35A

E U

2 – Choix de la ligne :

P=10kW Sous 230 V

10>1 1>10

On choisit J = 8 A/mm²



544 2

, 8 0

35 ,

4 mm

S  

J S  I

(25)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

III – Transport en courant alternatif :

Ligne

I = 4,35 A

E U ^P=10kW_Sous

230 V

10>1 1>10

S = 0,75 mm²





 ^ _ 45

10 . 75 , 0

2000 .

10 . 7 , 1

6 8

m R



1,7.10^8

S 

R



.l



R = 45 Ω



(26)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

III – Transport en courant alternatif :

Ligne

I = 4,35 A

E U ^P=10kW_Sous

230 V

10>1 1>10

S = 0,75 mm²

V U 196 35 

, 4 .

 45

U

RI U 



R = 45 Ω

Ua

 Ea

(27)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

III – Transport en courant alternatif :

Ligne

I = 4,35 A

E U ^P=10kW_Sous

230 V

10>1 1>10

S = 0,75 mm²

V Ea  2496 U

Ua

Ea    V

Ua  2300

R = 45 Ω

Ua Ea

E=250V



(28)

Transport de l’énergie électrique Transport de l’énergie électrique

III – Transport en courant alternatif :

Ligne

I = 4,35 A

E U ^P=10kW_Sous

230 V

10>1 1>10

4 – Calcul du rendement :

S = 0,75 mm²

%

 92

230



  I

U.

 

R = 45 Ω

Ua Ea

E=250V

