Electricité

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Cours / Electricité / BAC PRO Electrotechnique, énergie, équipements communicants (ELEEC)
Résumé général sur le courant alternatif  
  • 1. Terminologie relative à l'onde...
  • 2. Valeurs d'une grandeur sinusoïdale
  • 3. Déphasage et diagramme de Fresnel
  • 4. Résumé sur les composants réactifs...
    • a. Bobine
    • b. Condensateur
    • c. Transformateur
  • 5. Résumé sur les circuits inductifs...
    • a. Circuits inductifs - RL
    • b. Impédance d'un circuit RL
    • c. Courant et tension dans un circuit RL
  • 6. Résumé sur les circuits capacitifs...
    • a. Circuits capacitifs - RC
    • b. Impédance d'un circuit RC
    • c. Courant et tension dans un circuit RC
    • d. Puissances et facteur de puissance
  • 7. Résumé sur les circuits réactifs -...
    • a. Circuits réactifs - RLC
    • b. Impédance d'un circuit RLC
    • c. Tension et courant dans un circuit...
    • d. Puissances et facteur de puissance
  • 8. Correction du facteur de puissance
  • 9. Résonance
  • 10. Résumé sur les réseaux triphasés
    • a. Le système triphasé
    • b. Couplage des récepteurs
    • c. Puissances en triphasé

• L'onde sinusoïdale est une représentation graphique d'un courant alternatif ou d'une tension alternative.

 L'alternateur est un appareil qui produit le courant électrique de forme sinusoïdale. Le fonctionnement de tout alternateur repose toujours sur le principe de l'induction électromagnétique.

1. Terminologie relative à l'onde sinusoïdale

La période T est la durée constante qui sépare deux instants consécutifs où la grandeur se reproduit identiquement à elle-même.

La fréquence d'une onde sinusoïdale est le nombre de périodes se produisant en une seconde.

Une période de l'onde sinusoïdale contient deux alternances : une alternance positive et une alternance négative.

L'amplitude d'une onde sinusoïdale est la valeur de cette onde à un moment précis dans le temps. Dans une période de l'onde sinusoïdale, l'amplitude atteint son maximum à deux reprises.

2. Valeurs d'une grandeur sinusoïdale

Les valeurs de la tension ou du courant alternatif sont basées principalement sur l'amplitude de leur forme sinusoïdale.

Les principales valeurs d'une grandeur sinusoïdale sont :

  • valeur instantanée,
  • valeur maximale,
  • valeur crête-à-crête,
  • valeur moyenne,
  • valeur efficace.

Deux valeurs sont particulièrement à retenir :

  • la valeur efficace,
  • la valeur maximale.

Leur relation est exprimée dans la formule :

3. Déphasage et diagramme de Fresnel

Le déphasage est le décalage entre deux ondes sinusoïdales. Il peut être exprimé soit en secondes, soit en degrés, soit en radians.

- La relation entre deux ou plusieurs grandeurs sinusoïdales peut être représentée par un diagramme vectoriel appelé diagramme de Fresnel, qui est un ensemble de vecteurs représentant des grandeurs sinusoïdales.

4. Résumé sur les composants réactifs et leurs caractéristiques
a. Bobine

La bobine est constituée d'un fil conducteur isolé et enroulé autour d'un noyau.

Chaque bobine est caractérisée par une inductance (L), c'est-à-dire son aptitude à s'opposer à la variation de l'intensité du courant qui la traverse.

- Lorsqu'une bobine est placée dans un circuit à courant alternatif, elle s'oppose au passage du courant en présentant une réactance inductive. Cette dernière peut être calculée par l'équation :

Le courant qui circule dans la bobine est toujours en retard de phase de 90° (ou π/2 rad) par rapport à la tension appliquée à ses bornes.

La puissance associée à une bobine est une puissance réactive (QL), puisque la bobine restitue la même quantité d'énergie qu'elle absorbe.

b. Condensateur

Le condensateur est constitué de deux plaques conductrices placées parallèlement, face à face et séparées par un matériau non conducteur.

 - Chaque condensateur est caractérisé par une capacité (C), c'est-à-dire son aptitude à s'opposer à la variation de tension à ses bornes.

- Lorsqu'un condensateur est placé dans un circuit à courant alternatif, il s'oppose au passage du courant en présentant une réactance capacitive. Cette dernière peut être calculée par :

La tension aux bornes d'un condensateur est toujours en retard de phase de 90° (ou  rad) par rapport au courant.

La puissance associée à un condensateur est une puissance réactive (QC), puisque le condensateur restitue la même quantité d'énergie qu'il absorbe.

c. Transformateur

Un transformateur élémentaire est composé de deux bobines enroulées séparément autour d'un noyau magnétique. L'une des bobines est appelée primaire et l'autre, secondaire.

Le transformateur est un dispositif électrique qui a pour fonction de transformer le niveau de la tension ou du courant.

- Le rapport de transformation est une des principales caractéristiques d'un transformateur. Il se traduit mathématiquement par :

- Selon le rapport de transformation qu'ils permettent, il existe principalement trois types de transformateurs :

  • abaisseurs,
  • élévateurs,
  • de séparation.

- Idéalement, il ne devrait y avoir aucune perte d'énergie dans un transformateur. Cependant, en raison des pertes inévitables causées par les résistances des enroulements (bobines) et la fuite magnétique du noyau, le rendement de puissance d'un transformateur ne peut jamais atteindre 100 %. Le calcul du rendement de puissance peut être effectué grâce à l'équation suivante :

5. Résumé sur les circuits inductifs - RL
a. Circuits inductifs - RL

- Les circuits inductifs, ou tout simplement circuits RL, sont composés principalement d'une résistance et d'une bobine. Ces deux composants peuvent être raccordés soit en série, soit en parallèle, d'où les noms de circuit RL en série et circuit RL en parallèle.

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