PUISSANCE ELECTRIQUE

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1 PUISSANCE ELECTRIQUE I COURANT CONTINU 1 absorbée par un récepteur 2 Puissance thermique et effet Joule 3 Bilan des puissances a) Conducteur ohmique Conducteur P abs Ohmique P ut = P j le rendement est : b) Générateur P abs Générateur P ut le rendement est : P j c) Moteur P abs moteur P ut le rendement est : P j II COURANT SINUSOIDAL MONOPHASE 1 Expérience - Faire le montage - Mesurer : U, I et P - Calculer U I - Que constatez- vous? U W V L A

2 2 Puissance apparente 3 Puissance active ou réelle Elle se mesure 4 facteur de puissance 5 Puissance réactive a) définition b) relations entre les puissances c) tableau récapitulatif déphasage entre u et i cos ϕ P Q S Résistor R 0 1 UI 0 UI Bobine L π/2 0 0 UI UI Condensateur C - π/ UI UI 6 Addition des puissances

3 III COURANT SINUSOIDAL TRIPHASE 1 Montage étoile équilibré 3 I 3 2 I 2 V 3 1 I 1 V 2 V 1 a) Puissance active ou réelle b) Puissance réactive c) Puissance apparente d) Puissance dissipée par effet Joule 2 Montage triangle équilibré 3 I 3 j 23 2 I 2 j 31 1 I 1 j 12 a) Puissance active ou réelle

4 b) Puissance réactive c) Puissance apparente d) Puissance dissipée par effet Joule 3 Relations entre les puissances IV EXERCICES 1 Un générateur de caractéristiques E = 4,5 V, r = 1Ω, il débite un courant I = 0,1 A dans un circuit. Calculez : a) la tension aux bornes du générateur; b) la puissance absorbée par le générateur; c) la puissance perdue, la puissance ce utile et le rendement du générateur. 2 Déterminez le rendement de l'installation d'un monte-charge qui permet de lever une charge de 500 kg d'une hauteur de 20 mètres en 28 secondes, alors que le moteur est soumis à une tension de 220 V (continue) et traversé par un courant d'intensité 23 A. 3 Un générateur (245 V, r = 0,6 Ω ) alimente un moteur ( E' = 210 V, r = 0,8 Ω ) Calculez a) l'intensité du courant traversant le circuit; b) la tension aux bornes du générateur (ou du moteur); c) la puissance absorbée par le générateur; d) la puissance utile du moteur; e) le pertes par effet Joule dans le générateur, le moteur; f) le rendement du générateur, du moteur.

5 4 Sur la plaque signalétique d'un moteur monophasé, on lit Calculez 220 V ; 1,5 kw η = 70 % cos ϕ = 0,87 a) la puissance électrique absorbée par le moteur; b) sa puissance apparente; c) l'intensité du courant absorbé par le moteur 5 Un moteur à courant alternatif monophasé, couplé à un réducteur de vitesse, peut être branché au secondaire d'un transformateur. 1) Le transformateur est considéré comme parfait; il est alimenté sous 380 V - 50 Hz. À l'aide d'une sonde atténuatrice, on branche au secondaire un oscilloscope. On relève l'oscillogramme ci-contre, représentant une sinusoïde. Déterminez : a) la valeur U 2max, et la valeur efficace U 2 de la tension secondaire et déduisez le rapport de transformation m (rapport des valeurs efficaces des tensions secondaires et primaires), b) la période et la fréquence de la tension secondaire U 2 (t) 2) Le moteur fournit une puissance utile Pu = 1 kw avec un rendement η = 0,78 ; le facteur de puissance cos ϕ est égal à 0,8. Calculez : a) la puissance active Pa absorbée par le moteur b) la puissance réactive Q puis la puissance apparente S. 3) À partir de la relation S = UI calculez l'intensité efficace I l du courant primaire et celle I 2 du courant secondaire du transformateur lorsqu'il débite dans le moteur (D'après Bac. Pro., Productique mécanique, 1994) 6 Une installation comporte : - un moteur M 1 : 2 kw ; 220 V ; η = 0,8 ; cos ϕ = 0,7 - un moteur M 2 : 3,5 kw ; 220 V ; η = 0,85 ; cos ϕ = 0,8-10 Lampes : 220 V ; 200 W a) Calculez les puissances actives et réactives absorbées par chacun des moteurs et par les lampes. b) Déduisez les puissances active et réactive de l installation. c) Calculez pour l installation la puissance apparente, le facteur de puissance et l intensité du courant.

6 7 L atelier d'un lycée professionnel est alimenté par un réseau 220 V / 380 V - 50 Hz. Il est équipé de machinesoutils, chacune comportant un moteur asynchrone triphasé. Le système des trois bobines constituant le moteur est monté en triangle. L intensité mesurée en ligne est 16 A. a) Représentez le schéma du montage. b) Calculez l'intensité dans une bobine. c) Sachant que chaque bobine a une résistance de 1,5 Ω, calculez les pertes par effet Joule. 8 Un radiateur électrique triphasé est constitué de trois résistances identiques de 50 Ω. Le réseau d'alimentation est un réseau 220 / 380 V, 50 Hz. a) Les trois résistances sont montées en étoile. Calculez l'intensité en ligne et la puissance dissipée par le radiateur a) Les trois résistances sont montées en triangle. Calculez l'intensité du courant dans une résistance, l'intensité du courant en ligne et la puissance dissipée par le radiateur Quel est l'intérêt du montage triangle? 9 Un moteur a une puissance utile de 12 kw avec un rendement de 0,8. Son facteur de puissance est 0,82. L alimentation du moteur se fait en courant triphasé sous 220 / 380 V, en montage triangle. Calculez a) l'intensité dans un fil de ligne; b) l'intensité dans un enroulement du moteur; la résistance mesurée entre deux bornes, sachant que les pertes par effet Joule sont évaluées à 2 kw. 10 Une installation triphasé alimentée sous 230 / 400 V, 50 Hz comprend : - un groupe de 10 lampes de 100 W branchées en étoile équilibré. - un moteur triphasé ayant les caractéristiques suivantes : Put = 4,5 kw; η = 0,83 ; cos ϕ = 0,85 Calculer : a) l intensité du courant dans chaque lampe et l intensité dans la ligne qui alimente chaque groupe de lampes. b) Les puissances active, réactive et apparente du moteur c) L intensité dans la ligne alimentant le moteur d) Les puissances active, réactive et apparente de l installation quand le moteur et les lampes fonctionnent ensemble.