Le Monophasé. Electricité PCE4 :Monophasé

Transcription

1 Le Monophasé

2 Etymologie Pour distribuer l électricité, il faut 2 fils: Il n y a qu une phase, d où le terme

3 Amplitude t (s)

4 Amplitude 325 V t (s) -325 V = 230 V t (s) 325 V Crète correspondent à 230 V efficace

5 Ainsi sous 325V crête ou 230V continus un radiateur chauffera de manière identique, une lampe éclairera de la même façon.

6 Une fréquence du réseau supérieure à 50 Hz signifie

7 Le réveil matin compte le nombre d alternances par seconde.. Si la fréquence est supérieure à 50 Hz, le réveil va avancer.. Il retardera dans le cas contraire

8 Les moteurs voient leurs vitesses de rotation dépendre de la fréquence du secteur

9 Amplitude t (s)

10 Amplitude t (s)

11 Amplitude t (s)

12 Amplitude t (s)

13

14 La représentation graphique d une onde Une vibration quelconque peut toujours être représentée en physique par un

15 Représentons la tension V(Volts) φ=0 Graduons un axe horizontal en tension. Choisissons arbitrairement l origine des phase sur cet axe horizontal.

16 Addition de plusieurs ondes

17 Soit une onde S 1 : 1,5 1 0, ,5-1 -1,5

18 Cette méthode est fastidieuse pour un nombre élevé de grandeurs à additionner On utilise une autre méthode: L addition vectorielle

19 Soit un courant I 1 de 2A et un courant I 2 de 3A déphasé de 45 par rapport à I 1. Effectuons la somme vectorielle

20 Représentons le courant Vecteur à étudier V(Volts) φ=0 Traçons un vecteur de norme 2 A

21 Ainsi on ne peut jamais additionner algébriquement deux grandeurs vectorielles 1 A 2 A 1 A

22 Rappel La tension aux bornes d une résistance est. La tension aux bornes d une bobine est La tension aux bornes d un condensateur est.

23 Les résistances

24 La loi d Ohm R I V

25 Soit un conducteur de longueur L, de Surface S et de résistivité ρ L S

26 Métal ρ (10.E-8Ω.m) Argent 1,6 cuivre 1,7 Or 2,3 Aluminium 2,7 Zinc 6,0 Laiton 6,3 Nickel 7,0 Fer 9,9 Platine 10,8 Tungstène 11,2 Etain 11,5 Plomb 21,3 Titane 41,7 Mercure 90,9

27 Quelques appareils assimilables à une résistance

28 Les Bobines

29 B I Loi d Ohm: V AB Le courant est en retard de 90 par rapport à la tension dans une bobine On nomme le rapport l impédance Que l on nomme Z en général I V +

30 Les capacités

31 Un condensateur plan est constitué de deux armatures métalliques misent en regard l'une de l'autre et séparées par un diélectrique (isolant). Les deux armatures forment les deux bornes du dipôle ainsi constitué.

32 C I Loi d Ohm: V AB Le courant est en avance de 90 par rapport à la tension dans une bobine I V +

33 Isolant permittivité relative Air sec 1 Caoutchouc 4 Silicone 4,2 Carton 4 Mica 6 Papier 2 Paraffine 2,2 PVC 5 Plexiglas 3,3 Polyester 3,3 Polyéthylène 2,25 Polypropylène 2,2 Polystyrène 2,4 Polycarbonate 2,9 Porcelaine 5 à 6 Stéatite 5,8 Styroflex 2,5 Teflon 2,1 Verre 5 à 7 Stratifé-verre-époxy 5

34 En résumé Loi d ohm Déphasage Résistance =. 0 Bobine =.. I en retard de 90 par rapport à la tension Capacité =. I en avance de 90 par rapport à la tension

35 Les circuits mixtes

36 Le circuit RC Parallèle

37 I La loi des nœuds nous donne I C I R C V AB

38 Le circuit RL Parallèle

39 I La loi des nœuds nous donne I B I R B V AB

40 La puissance en monophasé

41 La puissance active La puissance active dissipée dans un dipôle D traversé par un courant I et soumis à une tension V

42 La puissance active Sa définition mathématique s exprime par la formule:

43 La puissance active Dans une résistance pure φ=0 donc Comme On a

44 La puissance active Dans une capacité ou une inductance pure: φ=90 donc P = 0 W

45 La puissance réactive La puissance réactive dissipée dans un dipôle D traversé par un courant I et soumis à une tension V C est la puissance stockée sous forme électrostatique dans les capacités ou électromagnétique dans les bobines.

46 La puissance réactive On nomme souvent cette puissance Q

47 La puissance réactive

48 La puissance réactive Dans une Bobine :

49 La puissance réactive Dans une Capacité On avait pour une =. résistance : =. = Pour une capacité on a Par analogie: Q est négatif par convention

50 La puissance Apparente On nomme S la puissance apparente

51 Diagramme des puissances

52 Théorème de Boucherot Dans une installation électrique, on a vu que l on ne pouvait pas additionner les Intensités ou les tensions. Par contre on peut additionner les puissances actives entre elles On peut aussi additionner les puissances réactives entre elles

53 Théorème de Boucherot Par contre les puissances apparentes ne s additionnent pas entre elles

54 Exemple 230 V 50 Hz 1 0 Ω 2 0 Ω 0,1 H 100 µ F R 1 R 2 B C

55 Diagramme des puissances +

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57 Soit le circuit série: R I L C V R V B V C V

58 Passage du diagramme des puissances au diagramme des tensions On obtient le diagramme des tensions

59 Passage du diagramme des puissances au diagramme des impédances Attention:1Ω+1Ω 2Ω