Contrôle d électricité PCE5 Génie Civil 2016

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1 Contrôle d électricité PCE5 Génie Civil 016 durée 1h 30.Pas de document. Corrigé disponible sur 1ère partie : installation monophasée On dispose de 10 lampes de 100 W, de 10 tubes de 100 W ayant une tg ϕ de 0,577, d'un moteur monophasé qui consomme 1 kw et de cos ϕ égal à 0,5. On branche en parallèle ces récepteurs sur un prise secteur 30 V / 50 Hz. 1/ Faire un schéma (faire figurer le courant dans les 10 lampes I 10lampes, le courant dans les 10 tubes I 10 tubes et le courant dans le moteur I moteur sur ce schéma.faire figurer également le courant de phase I phase ).On ne dessinera que deux lampes, et deux tubes!! M / Remplir le tableau suivant En déduire la valeur du courant de phase. 4 Récepteurs P(kW) Q(kVar) cosϕ ϕ tanϕ I(A) Lampes ,34 Tubes 1 0,577 0, ,577 5 Moteur 1 1,73 0,5 60 1,7 8,3 Total 1 3,31 0,8 37,5 0,77 16,3 Tableau 1 1 / 13

2 3/ Vérifier ce résultat par Fresnel V I Tubes = 5 A + 60 I Total = 16,3 A I Moteurs = 8,37 A 5 Échelle 1A = 1cm / 13

3 4/ On ajoute un condensateur en parallèle. Calculer sa valeur (après avoir rempli le tableau suivant) si on veut que la tg ϕ d'ensemble soit de 0,4. Récepteurs P (kw) Q (kvar) cosϕ ϕ tanϕ I (A) Total1 3,31 0,8 37,5 0,77 16,3 Capacités 0-1,11 4,8 Total 3 1, 0,9 3 0,4 Qc = V. c. ω 4 I Total = 14, A Q C = VAR I C = 4,8 A C= 67 µf 5/ Diviser la valeur de Qc par la valeur de C. En déduire la quantité de puissance réactive que compense un condensateur de 1µF sous 30 V. Q c1 µ = Q C1µ = 16,60 VAR ème partie : installation triphasée On dispose de 30 lampes de 100 W, de 30 tubes de 100 W ayant une tg ϕ de 0,577, de 3 moteurs monophasés qui consomment 1 kw chacun et de cos ϕ égal à 0,5. On branche en parallèle 10 lampes, 10 tubes et un moteur entre chaque phase et neutre. Le réseau est spécifié 30 V /400 V / 50 Hz. 1/ Faire un schéma (faire figurer les 3 courants de phase et le courant de neutre). On ne dessinera que deux lampes, et deux tubes par phases!! 3 / 13

4 / Remplir (en vous inspirant des résultats de la 1ère partie) le tableau suivant. Récepteurs P(kW) Q(kVar) cosϕ ϕ tanϕ I(A) Lampes ,34 Tubes 3 1, Moteurs 3 5, 60 8,7 Total 1 9 6,9 0,8 37,6 0,77 16,3 4 / 13

5 3/ En déduire les valeurs des courants de phase ainsi que la valeur du courant de neutre. I 1 =16,3 A I =16,3 A I N =0 A I 3 =16,3 A tan ϕ =0,77 Tableau 5 4/ On ajoute un condensateur entre chaque phase et le neutre. Donner sans calcul, la valeur de ces condensateurs si on veut que la tg ϕ de l'ensemble soit de 0,4. Valeur identique au monophasé!!aucun calcul C= 67 µf 5/ Quelles valeurs faudrait-il donner à ces condensateurs si on les plaçait en triangle? C C étoile = (Cours) 3 C Triangle = µf 3ème partie : installation triphasée avec branchements particuliers On dispose toujours de 30 lampes de 100 W, de 30 tubes de 100 W ayant une tg ϕ de 0,577, de 3 moteurs monophasés qui consomment 1 kw chacun et de cos ϕ égal à 0,5. On branche en parallèle les 30 lampes entre phase 1 et neutre, les 3 moteurs entre phase et neutre et les 30 tubes entre phase 3 et neutre. 1/ Remplir les trois tableaux qui suivent 5 / 13

6 Il suffit de multiplier par 3 les valeurs du monophasé ou reprendre les valeurs du triphasé. Aucun calcul encore une fois!! Récepteurs Lampes P(kW) Q(kVar) cosϕ ϕ tanϕ I(A) Tableau 3:phase 1 Récepteurs Moteurs P(kW) Q(kVar) cosϕ ϕ tanϕ I(A) 3 5, 0,5 60 1,7 6,1 Tableau 4:phase Récepteurs Tubes P(kW) Q(kVar) cosϕ ϕ tanϕ I(A) 3 1,73 0, , Tableau 5:phase 3 / Que vaut la puissance active totale consommée par l'ensemble (comparer à ce que l'on trouvait dans la ème partie). On retrouve la même puissance P totale = 9 kw 3/ Déterminer la valeur du courant de neutre en vous aidant d'une construction de Fresnel 6 / 13

7 I N = A V 3 I N = 19,9 A I Tubes = 15 A + 30 I Moteurs = 6,1 A I Lampes = 13 A V V Échelle 3A = 1cm 4/ On rajoute un condensateur entre chaque phase et le neutre pour avoir une tg ϕ de 0 sur chaque phase. En vous aidant des tableaux de la question 1/ et du résultat de la question 5 de la 1ère partie, déterminer la valeur de ces condensateurs. Pour les lampes :Aucune puissance réactive..le calcul est inutile :C=0µF Récepteurs P (kw) Q (kvar) cosϕ ϕ tanϕ I (A) Lampes Capacités Total phase1 Tableau 6:Capacité phase 1 7 / 13

8 Récepteurs P (kw) Q (kvar) cosϕ ϕ tanϕ I (A) Moteurs 3 5, 0,5 60 1,7 6,1 Capacités -5, Total phase Tableau 7:Capacité phase Qc = V c ω C = = µf Récepteurs P (kw) Q (kvar) cosϕ ϕ tanϕ I (A) Tubes 3 1,73 0, , Capacités -1,73 Total phase Tableau 8:Capacité phase Qc = V c ω C = = µf C phase1 = 0 µf C phase1 = 31 µf C phase1 = 104 µf I Totalphase1 = 13 A I Totalphase = 13 A I Totalphase3 = 13 A 5/ en vous aidant d'une construction de Fresnel, donner la valeur du courant de neutre (on tracera bien sur les vecteurs pour les 3 courants de phase) 8 / 13

9 I N =0 A V 3 + I Phase3 = 13 A I Lampes = 13 A V 1 I Phase = 13 A 5 V On se retrouve avec un système équilibré :Même puissance active et réactive (0) sur chaque phase Échelle 3A = 1cm 9 / 13

10 NOM Prénom Groupe 4 ème partie : Câblage Soit l appartement suivant : Plan de travail 10

11 NOM Prénom Groupe 1/Placer les lampes, les interrupteurs ainsi que les prises de courant sur le plan en suivant la norme. Il faudra aussi prévoir les lave-linge, sèche-linge, lave-vaisselle, chauffe-eau et le four. Les volets roulants sont électriques. Les radiateurs ont une puissance de 500 W chacun (Voir annexe). /Tracez un schéma unifilaire de l installation en respectant la norme C (Voir annexe). On ne traitera pas le chauffage, le téléphone et la télévision. On indiquera les diamètres des fils

12 NOM Prénom Groupe Annexe : C Le disjoncteur de branchement assure une protection différentielle de 500 ma, une protection magnétique et le courant nominal est fonction de la puissance souscrite. En général, il assure également le rôle d'arrêt d'urgence en maison individuelle s'il est placé dans le local d'habitation ou dans un local attenant si celui-ci communique directement avec l'habitation. Le nombre d'interrupteurs différentiels haute sensibilité (30 ma) est fonction de la surface du logement. Type d'habitation (branchement monophasé) P 18 kva Nombre, type et Courant assigné minimal en fonction du nombre d'interrupteurs différentiels 30 ma Surface < 35 m 1 * 5 A de typa AC et 1 * 40 A de type A* 35 m Surface 100 m * 40 A de typa AC et 1 * 40 A de type A* Surface > 100 m 3 * 40 A de typa AC et 1 * 40 A de type A* * l'interrupteur différentiel de type A doit protéger notamment le circuit spécialisé cuisinière ou plaques de cuisson et le circuit spécialisé lave-linge. La protection différentielle haute sensibilité (30 ma) est obligatoire sur tous les circuits. Pour limiter les conséquences d'un défaut, on est amenés à diviser une installation en plusieurs circuits. Chaque circuit doit assurer une seule fonction. Chaque circuit a un diamètre de câble fonction de son utilisation. Chaque circuit est protégé par un fusible ou un disjoncteur thermique adapté. Le nombre de points d'utilisation par circuit est réglementé. Le conducteur de protection est obligatoire dans tous les circuits. Utilisation Section cuivre minimale mm Fusible adapt é Points lumineux * (8 maxi) A 10 A Prises 16 A (5 maxi) A Prises 16 A (8 maxi).5 16 A 0 A Disjoncteur * ensemble de spots de 300 VA = 1 point d'éclairage Chauffe-eau, lave-linge, lave-vaisselle.5 16 A 0 A Appareil cuisson 6 3 A 3 A Nombre minimal de foyers lumineux fixes et de prises par pièce 1

13 NOM Prénom Groupe Pièce PL fixe (7) PCT 16 A** Séjour 1 (4) 5 mini *** Circuits spécialisés 16 A Prise ou boite 3 A *: une PC 16 A commandée peut remplacer un PL ** : les PC 16 A simples ou doubles *** : 1 socle pour 4 m de surface avec un minimum de 5 socles (4) appliques peuvent remplacer 1 PL en Chambre 1* 3 Cuisine 6 3 (5) 1 Salle d'eau 1 ou Entrée 1 1 Coin cuisin e S< 4 m 1 3 (6) 1 (6) rénovation (5) : une pour le lave-vaisselle et une pour le four électrique s'il est indépendant. Exception logement type F1 (6) l'un ou l'autre (7) deux circuits éclairage pour logement > 35 m Rq : + 1 socle PCT vers chaque appareil de télécommunication (TV, téléphone ) WC 1 Chauffage électrique Puissance max 30 V(W) Courant assigné maximal du dispositif de protection (A) Section minimale des conducteurs (mm) Disjoncteur Cuivre , ,