100 <=========> P Utile P absorbée

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1 Objectifs : - Exploiter la plaque signalétique d'un appareil électrique ou les informations "constructeur". - Calculer les puissances active, réactive, apparente et le facteur de puissance d'un appareil. - Calculer le rendement d'un appareil. 1) Bilan des puissances, rendement. Toute transformation d énergie s effectue grâce à un convertisseur ( P a Convertisseur D énergie P p P U est la puissance consommée par le convertisseur est la puissance restituée par le convertisseur Pour apprécier l efficacité du convertisseur, on calcule son rendement en comparant l énergie restituée à l énergie consommée d où 100 <=========> P Utile P absorbée P a <=========> P U Exercices : Calcul d un rendement un moteur a une puissance utile de 3 kw et une puissance absorbée de 4,3 kw. Calculer son rendement Calcul d une puissance utile. Une bouilloire a un rendement de 80% et absorbe 600 W. Calculer sa puissance utile Calcul d une puissance absorbée. Un moteur a un rendement de 75% et développe une puissance utile de 1,5 kw. Calculer sa puissance absorbée 2) Triangle des puissances P est la puissance active en Watt ( W ). C'est la puissance absorbée.(celle mesurée par le compteur ) S P Q P = UI cos Q est la puissance réactive en Volts Ampères réactifs ( VAR ). elle correspond à l'énergie due au caractère inductif de la bobine ( électromagnétisme ) Q = UI sin S est la puissance apparente en Volts Ampère ( VA ).Elle correspond à l'énergie totale fournie au récepteur S = UI

2 Exercices PUISSANCE ELECTRIQUE 1) La puissance d'un ventilateur de 250 W.Sachant que le facteur de puissance du moteur est de 0,8 et que U = 230 V. Calculer : - l'intensité du courant - les puissances apparente et réactive de l appareil 2) Un récepteur inductif consomme une puissance P=920W lorsqu il est alimenté par une tension sinusoïdale monophasée de valeur efficace U=230V.L intensité du courant est : I=5.0A. a) Calculer la puissance apparente S transportée par la ligne d alimentation. b) Calculer le facteur de puissance. c) On admet que le facteur de puissance est de 0,80.Calculer la puissance réactive Q consommée par ce récepteur. 3) Puissance électrique en triphasé a) Relation entre tensions simples et composées On a de même b) Montage étoile / triangle MONTAGE ETOILE MONTAGE TRIANGLE 2 3 Tension composée U 2 J tension simple V 1 N 3 1 I

3 c) triangle des puissances en triphasé Le principe est le même qu'en monophasé S = U I 3 Q = U I 3 sin P = U I 3 cos Exercice Un récepteur triphasé monté en étoile porte les indications suivantes : 220/380 V ; 50 Hz ; P u = 1,2 kw ;facteur de puissance = 0,82 ; rendement = 0,85 Calculer la puissance absorbée P a en W Déterminer l'intensité en ligne I et la puissance apparente 4) moteurs asynchrones Dans le moteur asynchrone les enroulements (les électroaimants) du rotor sont remplacés par une cage d écureuil constituée de bobinages de cuivre en court-circuit ou le plus généralement par une cage d écureuil en aluminium remplie de fer blanc.

4 Les tensions aux bornes des bobines induisent un champ magnétique. L addition des 3 champs magnétiques crée au niveau du rotor un champ magnétique tournant Dans la cage d écureuil circule grâce au collecteur un courant I. La force de Laplace s applique et entraine le rotor La variation du champ magnétique induit un courant opposé dans le rotor ( Loi de Lenz. Voir cours SL6 ) La fréquence de rotation n du rotor est donc plus faible que la fréquence n s d alimentation du stator. Le moteur est asynchrone La différence n s n est appelée fréquence de glissement Le glissement du moteur asynchrone est donné par g = n s n / n s La qualité de la rotation est améliorée si le stator est multipolaire ( constitué de plusieurs bobines ). La fréquence de synchronisme n s est donnée par : n s = f/p Où f est la fréquence d alimentation et p le nombre de paires de poles

5 Exercice : Un moteur asynchrone porte les indications suivantes : U : 230 V/400 V ; P u = 3,7 kw ; fréquence de rotation 1425 tr/mn ; fréquence d alimentation 50 Hz. 1 ) On branche ce moteur sur un réseau 133 V/ 230 V.Quel couplage des enroulements faut-il réaliser? 2) Au cours d un essai en charge, on mesure I = 15 A et P = 4700 W. a) La puissance apparente b) Le facteur de puissance c) Le rendement du moteur 3) Sachant que le moteur est tétrapolaire, en déduire la fréquence de synchronisme et le glissement du moteur 5) Exercices Exercice n 1 :un moteur triphasée alimenté sous 230 V/400 V, 50Hz a les caractéristiques :. Puissance utile : 4,5 kw. Rendement : 0,83. Facteur de puissance : 0,85. Calculer : 1-l intensité dans la ligne 2-les puissances active, réactive et apparente du moteur ; Exercice 2 : Le cordage d une raquette est tendu grâce à une machine à corder qui répartit uniformément la tension des cordes sur le tamis et lui évite de se voiler. La machine porte les indications suivantes : 230V ; 50 Hz ; 200 W ; cos = 0,95 Calculer l intensité du courant absorbé par la machine. Arrondir la valeur à Exercice 3 : La tension efficace délivrée par un générateur est 240 V. L'intensité efficace du courant est 3 A. La puissance consommée par ce circuit est 600 W. Calculer : a) le facteur de puissance, b) la valeur arrondie à 0,1 W près de la résistance de la résistance. Exercice 4 :La plaque signalétique d une scie permettant de débiter des blocs servant à usiner des pièces de jeu d'échecs est reproduite ci-contre. 1) Calculer l'intensité du courant électrique qui traverse cette machine (arrondir au dixième). 2) Calculer la puissance utile. 230 V 50Hz Pa = l,5 kw cos = 0,96 = 65% Exercice 5 On relève sur un moteur M les caractéristiques suivantes : 220 V/380 V ; Facteur de puissance 0,91 ; rendement : 0,8 ; P utile = 600 W 1) Calculer la puissance absorbée par le moteur 2) Sachant que le moteur est branché en triangle, calculer l intensité en ligne 3) Calculer la puissance apparente S 4) Un moteur M2, 220V 50 Hz, absorbe une puissance active P = 600 W. Son facteur de puissance a été relevé à 0,91. Quelle est la valeur efficace I de l'intensité en ligne