Pr

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Présentation du cours
Dans tous les domaines, on fait aujourd hui
appel à l électricité.
Sans être forcément spécialiste, il est souvent
indispensable de connaître au moins les fonctions
réalisables, les principes et les
contraintes....
Le cours présente ce minimum
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Présentation du cours
Les connaissances acquises lors de ce cours de 12
heures seront appliquées lors de deux séances de
travaux dirigés d'une durée de 2 heures chacune.
La première partie du cours d'électricité
représente 14/20 des points de l'épreuve
d'électricité. L'épreuve surveillée est sans
document et d'une durée de 3 heures.
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Présentation du cours
Importance du régime sinusoïdal La plus grande
partie de lénergie électrique est produite sous
forme de courant alternatif sinusoïdal.
Les fonctions sinusoïdales sont simples à
manipuler mathématiquement et électriquement.
Toute fonction périodique de forme quelconque
peut être décomposée en une somme de signaux
sinusoïdaux.
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Objectifs
?Connaître les lois de l'électricité et leurs
représentations en notation
complexe.
?Savoir utiliser les instruments de mesures en
électricité.
?Calculer la valeur des éléments d'un circuit à
partir d'essais ou du régime aux bornes.
?Calculer les courants, tensions et puissances
dans un circuit électrique dont les éléments sont
connus.
?Connaître les lois de l'électromagnétique et les
phénomènes propres aux tôles magnétiques.
?Connaître le schéma équivalent du transformateur
et la signification physique de chacun de ses
éléments.
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Objectifs(suite)
?Déterminer le rapport de transformation et
l'indice horaire d'un transformateur triphasé
dont les couplages sont connus (et inversement).
?Calculer la valeur des éléments du schéma
équivalent du transformateur à partir des essais
classiques.
?Calculer les courants primaires dans le cas
d'une charge monophasée au secondaire d'un
transformateur triphasé.
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Chapitre 1
COURS 01
Courants Monophasés
1- Grandeurs sinusoïdales
1.1- valeur efficace
1.2- représentation et notation
1.3- propriétés
2- Impédances complexes
3- Puissances
3.1- définitions
3.2- significations physiques
3.3- propriétés de conservation
4- Méthodes d'études des circuits
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Expression temporelle
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Courants Monophasés
? Un signal sinusoïdal s exprime de la manière
suivante
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Page 1
VALEUR MOYENNE
Courants Monophasés
? La valeur moyenne d un signal i(t) est notée
lti(t)gt,
?L expression de la valeur moyenne d un signal
i(t) périodique sur une période T est
? La valeur moyenne d  un signal sinusoïdal est
zéro.
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1.1 Valeur efficace
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Courants Monophasés
? La valeur efficace d un signal périodique i(t)
sur une période est
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Exemple
Page 1
Courants Monophasés
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1.2-Représentation et notation
Page 1
Exo 1
Courants Monophasés
Considérons deux signaux sinusoïdaux v et i de
même pulsation w
On constate que v et i correspondent
respectivement aux projections des vecteurs OB et
OA sur l axe o x
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1.2-Représentation de Fresnel
Page 1
Exo 1
Courants Monophasés
? On cherche à supprimer la variable de temps
? Si les deux signaux sont de même pulsation w,
on fige l angle wt à 0.
? De même, les longueurs des vecteurs
correspondent dorénavant aux valeurs efficaces.
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1.2-Représentation de Fresnel
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Exo 1
Courants Monophasés
? Récepteur purement résistive, le courant et la
tension sont en phase
? Récepteur inductif, le courant est en arrière
sur la tension
? Récepteur capacitif, le courant est en avance
sur la tension
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Exercice 1 1.2-Représentation et notation
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Exo 1
Courants Monophasés
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1.3-Propriétés
exo2
Exo 3
Page 1
Courants Monophasés
? Addition, Soustraction
? La somme de deux grandeurs sinusoïdales de
pulsation ? est une grandeur sinusoïdale de même
pulsation.
alors
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Exercice 2 1.3-Propriétés
exo2
Page 2
Exo 3
Courants Monophasés
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1.3-Propriétés
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Exo 3
Courants Monophasés
?Dérivation et intégration
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Exercice3 1.3-Propriétés
Page 2
Exo 3
Courants Monophasés
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Exercice3 1.3-Propriétés
Page 2
Exo 3
Courants Monophasés
20
Exercice3 1.3-Propriétés
Page 2
Exo 3
Courants Monophasés
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2- Impédances complexes
Page 2
Exo 4
Courants Monophasés
V et I sont des vecteurs tournants
Z est un vecteur achronique
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Exercice 4 2- Impédances complexes
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Exo 4
Courants Monophasés
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3-Puissances
Exo 5
Page 2
Courants Monophasés
3.1-Définitions
Puissance active
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3-Puissances
Exo 5
Page 2
Courants Monophasés
3.1-Définitions
Puissance réactive
?La puissance réactive est la partie inductive ou
capacitive fournit à la charge, plus la
consommation de cette puissance est élevée, plus
le courant en ligne est alors important, ce qui
occasionne davantage de pertes.
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3-Puissances
Exo 5
Page 2
Courants Monophasés
3.1-Définitions
Puissance apparente
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3-Puissances
Exo 5
Page 2
Courants Monophasés
3.1-Définitions
Relations entre les 3 puissances
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Exercice 5 3- Puissances
Exo 5
Page 3
Courants Monophasés
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ASPECTS PRATIQUES
Courants Monophasés
Le wattmètre dispose dun circuit courant et dun
circuit tension ( donc à quatre bornes), comme
lindique la figure .
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ASPECTS PRATIQUES
Courants Monophasés
Transport de l énergie électrique
?Lobjectif est le transfert dune puissance
donnée sur une distance importante en considérant
une efficacité optimale.
?Diminuer le plus possible les pertes à effet
joule essentiellement dans la ligne
?Utilisation des matériaux de faible résistivité
?On diminue le courant en augmentant la tension
en ligne pour une puissance donnée
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3.3-Propriétés de conservation
Exo 6
Page 3
Courants Monophasés
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3.3-Propriétés de conservation
Exo 6
Page 3
Courants Monophasés
La puissance consommée dans un circuit est égale
à la somme des puissances consommées dans chaque
partie du circuit
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Exercice 6 3.3-Propriétés de conservation
Exo 6
Exo 7
Page 3
Courants Monophasés
33
Exercice 7 4- Méthode détudes des circuits
Exo 7
Exo 8
Page 3
Exo 9
Courants Monophasés
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4- Méthode détudes des circuits
Exo 8
Page 3
Exo 9
Courants Monophasés
Pour l étude d un circuit comportant plusieurs
dérivations, la méthode suivante s applique
automatiquement.
En aval dun nœud, on connaît le courant et la
puissance apparente nous permet den déduire la
tension.
En amont dun nœud, on connaît la tension et la
puissance apparente nous permet den déduire le
courant.
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Exercice 8 4- Méthode détudes des circuits
Exo 9
Exo 8
Page 3
Courants Monophasés
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Exercice 8 4- Méthode détudes des circuits
Exo 9
Exo 8
Page 3
Courants Monophasés
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Exercice 8 4- Méthode détudes des circuits
Exo 9
Exo 8
Page 3
Courants Monophasés
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Exercice 9 4- Méthode détudes des circuits
Exo 8
Page 4
Courants Monophasés
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4- Méthode détudes des circuits
Exo 9
Page 4
Courants Monophasés
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Exercice 9 4- Méthode détudes des circuits
Exo 9
Page 4
Courants Monophasés
41
Exercice 9 4- Méthode détudes des circuits
Exo 9
Page 4
Courants Monophasés
Après rectification
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Exercice 9 4- Méthode détudes des circuits
Exo 9
Page 4
Courants Monophasés
Après rectification
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Exercices
1. Calculer I1 et I2 puis I en prenant U pour
origine des arguments.
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Exercices
Ce récepteur est-il inductif ou capacitif ?
Ce récepteur est globalement inductif
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Exercices
Faire un diagramme vectoriel
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Exercices
A la fréquence f, le module de limpédance
complexe dun condensateur de capacité C 25 mF
est proche de 127 W. Quelle est la valeur de la
fréquence f ?
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Exercices
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Exercices
49
Exercices
A la fréquence f, le module de limpédance
complexe dun condensateur de capacité C 25 mF
est proche de 127 W. Quelle est la valeur de la
fréquence f ?
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Exercices
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Exercices
Calculer l impédance équivalente Z?