ELEC 2753 : Electrotechnique (travaux pratiques)

Sélection d'exercices de la semaine 1

Exercice proposé S01-1 : puissances et phaseurs

Un dipôle électrique fonctionnant en régime sinusoïdal 50 Hz est le siège d'une tension de 230 V , d’un courant inductif de 4 A et d’une puissance de 552 W .
On suppose que la tension atteint sa valeur de crête à l'instant t = 0 .
Comment la puissance instantanée absorbée évolue-t-elle en fonction du temps ? Quelle est sa valeur de crête supérieure ? Sa valeur de crête inférieure ? Sa valeur moyenne ?
Que valent les puissances réactive et apparente ? Comment évoluent-elles dans le temps ?
Que vaut le facteur de puissance (rapport entre la puissance active et la puissance apparente) ? La puissance complexe ? En régime sinusoïdal, quelle est la relation qui relie le facteur de puissance à l'angle j "d'avance" de la tension sur le courant ?
Représentez les différentes grandeurs citées ci-dessus dans un diagramme phasoriel. Comment ces phaseurs évoluent-ils en fonction du temps ?

Exercice proposé S01-2 : circuit équivalent d'un dipôle.

Le dipôle considéré à l'exercice précédent pourrait-il être une source de courant ? Une source de tension ? Comment définit-on l'angle j dans ce cas ?

Si on modélise ce dipôle par l’association d’une résistance Rs en série avec une réactance Xs = w Ls , que valent ces éléments ?
Même question si on modélise le dipôle par une résistance Rp en parallèle avec une réactance Xp = w Lp . En quelle unité s’expriment Xs et Xp ?
Quelles raisons pourrait-il y avoir de préférer une des deux modélisations citées ci-dessus à l’autre ? Dans quels cas est-il préférable de caractériser la partie réactive par la donnée de Ls au lieu de Xs , ou par Lp au lieu de Xp ?
Pour chacun des modèles, formez un diagramme phasoriel des tensions et des courants.
Le dipôle pourrait-il être une combinaison d'une source de tension en série avec une réactance ?

Exercice proposé S01-4 : Régime de fonctionnement spécifié en courant

Un générateur électrique est modélisé par un circuit équivalent de Thévenin. Ce modèle comporte une source de tension Ee de 400 V 50 Hz en série avec une impédance de 1 WÐ 75° .

Figure S01-3

Lorsque ce générateur est laissé en circuit ouvert. Que peut-on dire de la tension à ses bornes ? De la puissance dissipée dans le générateur sous forme de chaleur ?
Le générateur est ensuite connecté à une charge qui absorbe un courant imposé avec un facteur de puissance imposé. Comment construire le diagramme phasoriel du dispositif dans ces conditions ? Note : le diagramme classique construit dans ce cas porte le nom de diagramme de Kapp. Particularisez votre réponse dans le cas d’un courant de 10 A avec un facteur de puissance de 0.2 capacitif. Comparez la tension aux bornes du générateur avec Ee . Dans quel sens la puissance s’écoule-t-elle ?

Exercice proposé S01-10 : Transitoire d'enclenchement.

Un ingénieur constate que, lors de la connexion au réseau d'un puissant transformateur monophasé, il se produit transitoirement un surcourant important qui entraîne souvent, mais pas toujours, la mise hors service d'un fusible.

Afin de réduire le transitoire de démarrage, il fait l'achat d'un dispositif qui permet de n'enclencher le transformateur qu'au moment précis où la tension du réseau passe par zéro.

Que peut-on dire du surcourant dans ces conditions, par rapport au courant de crête absorbé par le transformateur en régime à vide ?

L'achat était-il judicieux ?

Indication : supposez que la résistance du primaire est non nulle, mais suffisamment petite pour que sa valeur n'influence pas le résultat.

 

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Dernière modification le 29-01-2006.