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Déphasage cosinus φ facteur de puissance

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1/6 : Pourquoi le déphasage ?

Le cas du récepteur résistif

Toute résistance C'est le terme usuel mais on devrait utiliser : résistor ou résisteur. Dans tous les cas il s'agit d'un dipôle ; composant à 2 pattes dont la seule fonction est de chauffer !pure :
  • Ampoule à filament
  • Résistance chauffante (four, lave vaisselle ou linge, convecteur, fer à repasser, fer à souder...)
  • Composant électronique :
    Quelques résistors
    Modifient tension et intensité en les convertissant en chaleurNon perceptible en général :-)...


Pour ces récepteurs électriques, le sens du courant n'a aucune influence. Leur inertie est telle que la fréquencePour qu'une ampoule clignote, il faudrait une fréquence < à 24 Hz, pour qu'un convecteur électrique fasse varier, de manière perceptible, la température d'une pièce ; il faudrait une fréquence comptée en minute et non pas par seconde au vu de l'inertie thermique ! n'a aucune incidence non plus... Ainsi aucun déphasage n'existe dans leur cas. On peut donc utiliser la formule, P = U × I, issue du courant continu !

La 'résistance' se comporte de manière indifférente en alternatif et en continu !




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Et notre bobine (solénoïde) ?

Là, tout se complique ! Souvenez-vous : toute variation de champ (et donc flux) magnétique engendre une tension induite ! Soyons logique : le courant alternatif sinusoïdal provoque en permanence une variation de champ induit dans une bobine par le fameux effet de selfSelf-induction, auto induction d'une bobine due à son inductance propre... !

Ainsi, la bobine va s'opposer en permanence à ce courant en devenant générateur avec 2 conséquences que l'on va vérifier en expériences vidéo et valider en animations pédagogiques :
  • La 'résistanceOn abandonne le terme résistance R pour éviter le confusion entre 2 valeurs différentes (R pour le continu, Z pour l'alternatif) au profit de l'impédance Z !
    En effet, le résultat : 'R ou Z' = U / I sera différent en alternatif qu'en continu ; à tension efficace identique il va de soi ! Abandon de R pour : Z = U / I en ~ !
    ' est supérieure, on la nomme : impédance
  • Un retard va apparaître : il provoque le déphasage !

Vidéo sur le retard issue de l'électromagnétisme disponible en connexes :



La bobine va requérir notre attention et sera responsable d'un 'cos φ' !




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Le condensateur, allié dans nos besoins !

Condensateurs de redressement cos phi
Si le condensateur est surtout un composant d’électronicien, il s'avère fort utile aux électrotechniciens !
Il se comporte à l'inverse de la bobine, opposant sa capacitance à l’inductance du solénoïde...

En courant continu :
  • Court-circuit franc à la mise sous tension
  • Impédance infinie en régime établi, une fois que le condensateur est chargé !

En alternatif :
  • Se charge et se décharge en permanence, impédance diminuant avec la fréquencePlus on va le contraindre à se charger, décharger, plus l'intensité circulera...
  • De part cette caractéristique, il introduit lui aussi un retard mais de tension !
    Appelé scolairement une avance de courant (intensité) ce qui peut gêner : on ne remonte pas le temps !

Un peu plus délicat d'expliquer avant les expériences mais faisons une analogie :
Si vous souhaitez entraîner un volant d'inertie, il vous demandera du couple ou de la force avant tout déplacement, toute variation de vitesse (de tension pour le condensateur) :
On peut aussi le comparer à un accumulateur sans résistance :
  • Capable de se charger instantanément, d'où l'intensité très élevée avant que la tension à ses bornes n'augmente (lors de la charge).
  • Capable de restituer instantanément (lors de la décharge), lors de la décharge les 2 étant parfaitement symétriques.




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Charge et décharge du condensateur, U en retard, I en 'avance'

Les 2 ampoules étant identiques, la symétrie quant aux temps d'allumage démontre que le condensateur restitue tout ce qu'il a emmagasiné sans perte. Ce sont ces temps de charge et de décharge qui provoquent le retard'Avance' d'intensité... de tension aux bornes du condensateur. Enfin on notera surtout qu'il se comporte comme un court-circuitLa tension, 24 V, est intégralement aux bornes de l'ampoule lors de la mise sous tension, alors qu'elle est en série avec le condensateur. Progressivement ce dernier se charge :
Uc (condensateur) augmente et la tension Ul (lampe) diminue...
à la mise sous tension et comme un isolant en régime établiUne fois que Uc = Ug (générateur), Ul = 0 car I = 0 !
En effet, Ug – Uc = 0 et donc I = 0 / R circuit = 0 !
! NoteLes plus attentifs auront noté que l'inverseur bascule vers la gauche quand le commun est relié en fait à droite : cela est ainsi, les inverseurs ont un mécanisme inversé en interne, nous n'avons pas voulu tricher en croisant les fils....




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Analogie avec la bobine

La bobine est un ressort !
Cliquez pour relancer
Lorsque l'on applique une tension la bobine de droite, elle s'oppose à ce changement. S'induit à son tour d'une tension opposée ce qui limite fortement l'intensité. Elle crée alors un champ magnétique.
A droite le ressort soumis à un déplacement n'oppose que peu de résistance mécanique au début : la force est faible, il va emmagasiner de l’énergie 'mécanique'En simplifiant : l'énergie emmagasinée sous forme d'énergie cinétique = énergie potentielle mécanique que le lâcher du ressort libérera !.
En régime établi (stabilisé), la bobine se comporte comme un fil, tout comme le ressort ne se comprime plus.

L'illustration ci-dessous précise ce qui se produit lors de la coupure ou rupture brutale :
Coupure alimentation pour la bobine = surtension inverseE = - Δ Φ / Δ t
t tend vers 0 donc E (en Volts) tend vers ∞ l'infini !
.
Relâchement de la contrainte sur le ressort = 'sur-vitesse' opposée !
Bobine ressort relache




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Analogie avec le condensateur

condensateur = volant d'inertie
Cliquez pour relancer
En alimentant un condensateur vide, on engendre une forte intensité avant de voir la tension augmenter à ses bornes.
Par là même, en lançant un volant d'inertie à l'arrêt, on fournit un fort couple avant qu'il ne prenne de la vitesse.
Contrairement au couple bobine / ressort qui restitue son énergie dès la déconnexion ; le couple condensateur / volant d'inertie va conserverLe condensateur est en réalité sujet à l'auto-décharge, quelques jours en moyenne. Le volant subira les frottements et ralentira plus rapidement... l'énergie emmagasinée.

Ci-dessous la restitution brutale en court-circuit pour le condensateur, avec un frein pour le volant :
SurintensitéI = C × U / t
t tend vers 0 donc I tend vers ∞ l'infini
pour le condensateur.
Couple très élevé pour le volant...
Décharge brutale condensateur, volant inertie

En résumé le condensateur :
  • Ne produira jamaisAttention, le condensateur ne produit jamais de surtension, mais vous pouvez entendre cette erreur : sachez que ce sont les inductances, (incluant l'inductance naturelle des fils), qui provoquent la surtension, le condensateur ne pourra que la stocker, quitte à ce qu'elle le détruise... de surtension
  • Peut engendrer une surintensité
  • Retarde la variation de tension à ses bornes

La bobine :
  • N'engendre jamais de surintensité
  • Peut provoquer une surtension
  • Retarde les variations d'intensité qui la traversent




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Bobine et condensateur...


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2/6 : Résistances R en continu !

Bobine, Résistance pure et Condensateur en continu !





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Récapitulatif de la vidéo

En courant continu :
  • La bobine oppose une résistance RR = ρ × lg / section (due à son fil) ≃ 15 Ω
  • L'ampoule une résistance de 200 Ω sous 20 Vcc
  • Le condensateur : 0 puis ∞0 en variation de tension, infini en régime établi
Résistances L R C en continu




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Cochez les affirmations exactes...


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3/6 : Impédances Z en alternatif !

La bobine en alternatif ~


Notons : 90 Ω (au lieu de 15 Ω en 12 Vcc12 V Courant Continu : alors que la tension est moins de 2 fois supérieure
(en 12 V le relais ne colle pas) l'impédance elle, est 6 fois plus grande !
) et ≃ 72° de déphasage !




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Le condensateur en alternatif ~


Le condensateur de 35 µF ≃ 90 Ω à 50 HzDeux en parallèle : 15 + 20 = 35 µF
L'impédance d'un condensateur Z = 1 / (C × ω) avec ω = 2 × Π × f (50 Hz)
1 / (35 × 2 × 3.14 × 50) ≃ 1 / 0.011 ≃ 90 Ω
(comme pour la bobine rien à voir avec le CCCourant Continu pour lequel on passait de 0 Ω à ∞) provoque un déphasage d'exactement 90° !

J'ai volontairement choisi d'utiliser 35 µFDeux en parallèle : 15 + 20 = 35 µF
L'impédance d'un condensateur Z = 1 / (C × ω) avec ω = 2 × Π × f est détaillée dans électronique/composants
de capacité pour les condensateurs afin d'obtenir la même valeur d'impédanceOn va bientôt voir pourquoi (redressement cos Φ) !
Sinon, le calcul d'impédance de bobines : Z = L × ω est lui aussi abordé dans :
électronique/composants
que la bobine : 90 Ω. Nota : lorsque la capacité augmente, l'impédance diminue.




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Le résistor (résistance) en alternatif ~

Notons ici : 200 Ω (comme en CCCourant Continu) et aucun déphasageC'est pour cela qu'insérer un shunt, résistance faible, en série pour avoir une image de l'intensité ne perturbe pas les résultats !




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Récapitulatif des vidéos

Impédances Z de R L C
Notes sur le schéma : la résistance de 1 Ω sert de shunt pour voir l'image de l'intensité I dans la voie rouge de l'oscilloscope alors que la bleu affiche la tension dans le récepteur. Pour des raisons de clarté, l'oscilloscope est placé en bas sur le schéma ci-dessus.

Hormis pour notre ampoule purement résistive, les 'impédancesRappel : le nom de résistance ne peut être conservé puisque la valeur change pour la bobine et le condensateur' en alternatif n'ont rien à voir avec les résistances en continu...
Aussi, on nommera les impédances Z et si R est acceptable pour un résistor, il conviendra d'utiliser Z qui précise que l'on travaille en alternatif.

Pourquoi la bobine possède une impédance Z > R sa résistance ?
En courant continu lisse établi, seule la résistance du fil due à sa longueur, son matériau et sa section limitent le passage du courant électrique.
Si l'on déroule la bobinePensez à l'enrouleur électrique ! C'est pour cela qu'au dessus de 1/4 à 1/3 de sa puissance nominale il convient de le dérouler !
il en ira exactement de même en alternatif !
Oui mais elle est enroulée, possède un nombre de spires et s'oppose aux variations en générant un champ magnétique auquel elle se soumet par effet de 'self' auto-induction ce qui induit une tension E qui vient s'opposer et donc se soustraire (de manière vectorielle à cause du déphasage) à l'alimentation, diminuant l'intensité :
I = (U – EU générateur ; E tension induite (ΔΦ / Δt). E est plus faible que U car la bobine agit en récepteur pour devenir générateur, le rendement est inférieur à 100% !) / RLà on prend bien R en continu, c'est le U - E qui diminue le résultat et donne Z :
Z = U / I ; R = (U - E) / I




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Récapitulatif

Z = U / I ; Z = impédance en ~

Une bobine provoque toujours un déphasage < à 90°Constituée de fil, elle offre toujours une résistance non nulle
R = ρ × lg / S, ce qui empêche un déphasage 'parfait' de 90°

Le déphasage est inexistant pour une résistance pure non bobinéeAttention, un fil résistif enroulé pour formé une résistance présente une inductance non négligeable et donc un déphasage
Résistance de puissance bobinée

Un condensateur provoque un déphasage de -90°Dans le sens opposé à l'inductance.
Soit 180° par rapport à l'inductance pure, parfaite (théorique car sans résistance)

Z d'une bobine augmenteZL = L × ω (en négligeant sa résistance) proportionnellement à la fréquence
Z d'un condensateur diminueZC = 1 / (C × ω) proportionnellement à la fréquence



  • L'impédance réelle d'un récepteur est nommée Z
  • La réactanceConcerne bobines et condensateurs 'impédance imaginaire parfaite' est nommée X
  • Le condensateur, considéré parfait, est nommé C avec ZC = XCSon impédance est confondus avec sa réactance puisqu'il ne possède par de résistance et déphase de -90° = 1 / (C × ω)
  • On termine avec L, le nom de l'inductance parfaite ZL < L × ω, XL = L × ω




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Complétez les points suivants :...


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4/6 : Le triangle des impédances

Objectif de la représentation

Les grandeurs à ajouter n'étant pas en phase, il convient d'effectuer une somme vectorielleEn effet, comment ajouter, des intensités en l'occurrence, qui sont quasiment opposées à 180° ?
Cela revient à ajouter un bénéfice et une perte sans le signe – :
J'ai gagné 50 € et j'ai perdu 30 €, j'ai donc 80 €...
Non, il faut effectuer 50 – 30...
Mais dans notre cas, c'est encore plus complexe puisque la bobine est imparfaite et ne déphase que de 72°, on ne peut donc pas effectuer de soustraction...
.
En représentant les intensité comme des vecteurs, on va tenir compte de leur déphasage réel et il suffira d'appliquer Pythagore pour effectuer des opérations...
Cercle trigonométrique
Grâce au cercle trigonométrique on pourra comprendre le bloc suivant sur le redressement du cosinus phi (cosφ).
Le temps s'écoulant dans le sens trigonométrique le retard de la bobine est représenté en sens anti-horaire, le condensateur en 'avance' : dans le sens horaire.




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Le cas de la bobine, déphasage < 90°

Pourquoi le déphasage d'un composant parfait (le condensateur en est extrêmement proche) doit être de 90° ?
Tous les 90°, soit 1/4 de période, le signal s'inverse : il change de sens ou de polarité !
C'est donc à ce moment que l'intensité dans les récepteurs capacitifs ou inductifs parfaitsInductance pure L en Henry d'une bobine théorique puisque débarrassée de toute résistance due au fil la constituant. elle aussi s'inverse, ou change de polarité : par réaction.
On nomme X cette impédance imaginaire théorique : X = réactance : son petit nom.

Déphasages réel, théorique 90° bobine
En vert l'inductance pure L (qui se mesure en Henry) de la bobine avec le signal IL théorique, imaginaire, déphasé de 90°.
En marron le déphasage réel IB dû à l'impédance Z de B la bobine qui combine (dessin de droite) l'impédance X de L (son inductance) et en rouge sa résistance R = (ρ × lg) / S ; R dont l'intensité IR (en rouge) est en phase avec U.
IB = IR + IL
R et L donne Z Bobine




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Triangle des impédances : la bobine

Triangle impédances bobine solénoïde
R est dans l'axe puisque non déphasé.
X est vertical, à 90°, il représente L l'inductance parfaite
L en vert, B étant la résultante de L et R
de notre bobine.
Z la résultante, la bobine réelle forme un angle que l'on peut obtenir de 2 manières :
  1. En mesurant l'angle à l'oscilloscopeDéphasage I U bobine Z 72° et appliquant une simple règle de 3
  2. En utilisant Pythagore puisque l'on connait 2 grandeurs R et Z, il suffit d'appliquer les règles sur les angles (cosinus,...) vu dans les conseils+ fin de page

La méthode 1 avec l'oscilloscope en imageDéphasage I U bobine Z 72°

Méthode 2 : Pythagore nous permet de connaître, au besoin, le coté manquant : X bobine = √(Z² - R²)
Quant à l'angle de déphasage on prendra les valeurs de notre exemple (en vidéo un peu plus haut) :
R = 15 Ω ; Z = 90 Ω
Connaissant donc l'hypoténuse Z et le coté adjacent R de l'angle φ (phi) recherché on utilisera le plus approprié : Cosinus = coté adjacent / hypoténuse (voir conseils+)

Donc dans notre cas :
Cosφ = R / Z ; Cos φ = 15 Ω / 90 Ω = 0.167
Pour trouver l'angle, calculatrice recommandée avec fonction Cosécante (INV. Cosinus)Cosécante, cosec, csc, arcos, Cos-1, Inverse Cos... tout dépend de votre calculatrice :
INV. Cos (0.167) = 80°, pour 72° lus graphiquement à l'oscilloscope.
L'incertitude est de 10% environ, ne vous en formalisez pas, la précision n'était pas l'objectif premier !




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'Triangle' du condensateur :

Triangle Z impédance condensateur
Pour le condensateur c'est plus simple !
Le déphasage étant de 90° exactement, l'angle entre Z et R est de 90°, cos(90°) = 0 !
Tout comme cosφ = R / Z
cosφ = 0 / Z = 0 !
Déphasage condensateur 90°Le condensateur voit son impédance imaginaire (théorique parfaite) X confondue avec son Z car, considéré parfait, il engendre exactement 90° de déphasage.
Ce qui est intéressant à retenir est la quasi-opposition entre IB et IC permettant de deviner que leur somme donnera une valeur inférieure que la plus grande des constituantes...




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Impédances inductance et condensateur...


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5/6 : Redressement du cosinus Phi !

Redressement du cos(φ) phi vu à l'oscilloscope


Redressement du cosinus phi (cos Φ) : approche progressive à l'oscilloscope avec des condensateurs.




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Mesures sur le redressement du cos(φ) avec les ampèremètres


Redressement du cos Φ plus précis avec des ampèremètres.




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Quand redresser le cosinus phi ?

La vidéo nous démontre le grand inconvénient d'un 'mauvais Cos φC'est à dire d'un Cosinus phi ≪ 1
Et donc un déphasage ≫ 0°
' qui engendre un surdimensionnent tant du générateur que des câbles d'acheminement.
Dans la vidéo j'évoque une puissance en Watt, mais nous allons voir que ce seront des VA (Volt×Ampère) mais il était prématuré d'en parler avant la fin de ce bloc savoir.

Récepteurs offrant de mauvais cosinus phi :
  • Moteurs ~ à faible charge (0 à vide : alors qu'ils offrent jusqu'à 0.9 en charge nominale)
  • Idem pour les transformateurs (0 à vide et > à 0.9 en charge)
  • Tubes fluorescents 'mal nommés néons'
  • Contacteurs en alternatif ~ et divers électroaimants
Récepteurs non affectés si :
  • Utilisation de convertisseurs de fréquenceAppelés communément variateurs (pour moteurs asynchrones ou synchrones...) pour moteurs
  • Tubes fluorescents à ballast électronique

Nous verrons que la puissance produite et transportée est complètement liée au Cos(φ) à tel point qu'on le nomme aussi Facteur de Puissance

Nous allons voir pourquoi l'objectif est de Cosφ = 0.93 à 0.94





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Comment redresser le cosinus phi ?

Mise en parallèle des déphasages L C trigonométrie
Comme on l'observe ci-dessus, bobine et condensateur provoquent un déphasage, de leurs intensités respectives, opposé par rapport à l'axe de la tension. Ainsi, la mise en parallèle des 2 éléments additionne les intensitésSomme vectorielle provoquant par conséquent un résultat moindre !

Redressement du cos phi en images Dépassement cos phi Cosinus Phi recommandé 0.94
Cliquez l'image ci-dessus pour relancer l'animation Capacité trop élevée :
Effet négatif sur l'intensité, risque de surtension et fortes harmoniquesA l'oscilloscope on distingue clairement ces ondulations qui sont autant de fréquences de rang supérieurs (+ élevées) appelées harmoniques.
Elles créent des perturbations électromagnétiques parasites.
Valeur recommandée :
Les batteries de condensateurs sont calibrées avec un objectifOn parlera de consigne pour les batteries automatiques qui commutent leur capacité à cette valeur (mises en //). de cosφ = 0.93 à 0.94
tangente tgφ = 0.4C'est la valeur, en France, au dessus de laquelle aucune pénalité financière ne s'applique. Le distributeur évoque plutôt tg la tangente que le cosinus. tg = coté opposé / coté adjacent = réactif X / apparent Z
On le reverra avec les puissances




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Résonance

Schéma du circuit bobine et condensateur à vide :


Intensités courants cos phi 1
Le condensateur (en vert bleu) et la bobine s'auto-alimentent en réactif. Quand le condensateur restitue sa charge, l'inductance pure (en vert) la récupère pour créer son champ magnétique. A son tour, l'inductance restituera en tension son induction ce qui rechargera le condensateur...
Le générateur ne fournit plus que I requis par la résistance.

Lorsque le cosinus phi = 1 un phénomène dangereux apparaît : la résonanceAnalogie avec une voiture sans amortisseurs :
La masse de l’auto = condensateur, les ressorts de suspension = bobine.
Si vous appliquez un effort régulier, le mouvement de la caisse sera de plus en plus ample et on peut même parvenir à décoller les roues du sol (l'arrière d'une 2cv)
Un peu comme la balançoire où l'on risque 'de faire le tour'
En électricité : idem mais le risque est la surtension !
L'armée interdit à ses troupes de marcher au pas cadencé sur les ponts suspendu pour cette raison, des ruptures d'ouvrage s'étant produites dans le passé provoquant de nombreux décès !
!


Schéma, exemple, d'un moteur fournissant un effort :


Circuit redressement cosφ avec charge
En noir : la résistance représentant la charge entraînée par un moteur. Le condensateur fournit la majoritéPas l'intégralité pour éviter cosφ = 1 ! du réactif requis par l'inductance alors que la générateur alimente la charge (par exemple la charge à entraîner pour un moteur) et le reliquat dû en rouge à R de la bobine (ρ × (lg / s).




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Résonance, la formule...


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6/6 : Puissances en monophasé

Facteur de puissance, expérience en vidéo


Si l'on reprend les valeurs de la vidéo :
P ≃ 1.8 W et S ≃ 4.6 W
P / S = 1.8 / 4.6 ≃ 0.4
Le rapport R / Z était lui ≃ 0.17 pour 0.3 lu à l'oscilloscope.

A la décharge de l'expérience, notre wattmètre n'est pas très précis pour de si faibles valeurs mais le résultat est intéressant puisque dans tous les cas S ≫ P, le ratio est dans tous les cas d'environ 3 !




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Ce que coûte un 'mauvais cosφ'

Le cosinus phi, appelé facteur de puissance, est donc le rapport entre la puissance 'apparente' S en VA / P en W(S en Volt × Ampère) / (P en Watt). C'est pour cela que le cos φ est souvent confondu avec le rendement électrique. C'est incomplet notamment car il existe, comme vu en vidéo, des pertes Joule pour les récepteurs inductifs puisqu'ils comportent tous une résistance intrinsèque (moteurs, transformateurs, ballast de tube fluorescent...). Réprésentation graphique illustrant S ≫ PA prendre comme image, il s'agit d'une simplification illustrative imprécise mais dont le sens est analogue.
Pour obtenir des surfaces (puisque P = U × I) équivalentes, on constate que I doit augmenter lorsqu'il existe un déphasage !
S vs P graphique méthode
.
Charge inductive sans condensateur
Le schéma ci-dessus reprend le précédent mais sans condensateur. On y voir bien que I générateur est supérieur car il fournit aussi le réactif...

P (W) / S (VA) = R (Ω) / Z (Ω) = Cosφ



Quand le cosφ peut être bon ou mauvais ?


  • Les résistances chauffantes ont un cosφ ≃ 1 mais il est impossible de dépasser 1 !
  • Les condensateurs présentent un cosφ = 0 : déphasage 90°

Pour les récepteurs :

  • Un moteur à vide offre un très mauvais cosφ ≃ 0 car il ne fournit rien !
    Il consomme essentiellement du réactif
  • Un moteur en charge à sa puissance nominale
    a un cosφ tel qu'inscrit sur sa plaque signalétique (ex : 0.85)
  • Il en va de même que pour le moteur en ce qui concerne le transformateur
On n'a donc jamais intérêt à trop surdimensionner moteurs ou transformateurs !




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Conclusion en images :

Récapitulatif impédances

Récapitulatif puissances

Reprenons le cos φ de notre exemple ≃ 0.3, avec une puissance non plus en Watts mais en kW pour mieux 'impacter' les esprits :

Sans condensateurs on doit produire et transporter 4600 kW


Avec les condensateurs seulement 1800 kW !


Soit un rapport ≃ 3 !


Comme la tension est fixe, c'est l'intensité qui subira cette augmentation !
Donc des câbles de section ≃ 3 fois plus élevée, des pertes Joule ≃ 9 fois supérieures (I²), une masse de conducteurs plus élevée (piliers plus proches, plus solides...) et des protections électriques, elles aussi, 3 fois supérieures !




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A retenir P = U × I × cosφ

P (W) = U × I × cos(φ)


P précise la puissance électrique active en Watt,
C'est celle qui est utile (puissance mécanique convertie sur un moteur)


S (VA) = U × I


S est la puissance fournie en Volt × Ampère par le générateur et transportée,
Elle détermine aussi la section des câbles et le calibre des protections


Q (VAR) = U × I . sin(φ)


Q, puissance réactive en Volt × Ampère réactif,
assure la création du champ magnétique tournant,
On peut la compenser avec des condensateurs car elle est taxée




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Résumons les puissances !...


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Un aimant et donc une variation de champ magnétique, induit une tension !


Toute variation de champ magnétique engendre une tension induite !

EE = à vide, au 'coeur' du générateur
U = tension réelle aux bornes de la source de tension
, la tension induite...

  • Une bobine devient source d'une tension E uniquement lors de variations de champ
  • E est proportionnel à l'intensité du champ magnétique
  • E est aussi inversement proportionnel au tempsPlus le temps requis pour faire varier ce champ est court, plus l'effet est élevé
    (Vu avec : introduction de l'aimant...)
    E est proportionnel à la vitesse
    La vitesse est un déplacement par unité de temps, il est plus simple de raisonner directement sur le temps !
  • E s'oppose, E est donc négatif –
Mettons tout celà en équation :

Tension E = – ( Variation de flux / temps requis pour cette variation )


E = - ( ΔΦ / Δt )

Volt = - ( Weber / seconde )



Il existe bien des déclinaisons de cette formule générale, dans nos autres cours nous y reviendrons...

Pythagore

Pythagore triangle rectangeLe 3 4 5 Pythagore simplement !
Le carré de l’hypoténuseCôté le plus long est égal à la somme des carrés des 2 autres cotés.
hypoténuse² = côté 1² + côté 2² et donc :
hypoténuse = √(côté 1² + côté 2²)
Voilà le théorème de Pythagore, il ne s'applique qu'aux triangles rectanglesTriangles qui possèdent un angle droit à 90°.
Les maçons l'utilisent bien souvent avec le fameux "3 ; 4 ; 5"Pour vérifier que 2 murs sont bien à l'équerre, et forment donc un angle droit, il suffit de pointer 3 mètres sur un mur, 4 mètres sur l'autre et de mesurer la distance entre les 2 points. Elle doit être de 5 mètres ! Cela fonctionne avec "3 ; 4 ; 5" ou "1.5 ; 2 ; 2.5" et tout multiple de ces 3 valeurs ! !

Rappels sur les triangles

La somme des 3 angles de tout triangle est de 180°Somme 3 cotés triangle 180°
Quelle que soit sa forme, tout triangle offre 180° de somme pour ses 3 cotés
. Dans un triangle rectangle tel que ci-dessous :
triangle rectangle pour cosinus sinus tangente
Des règles spécifiques permettent de calculer les angles ou les cotés manquants.
  • Le cosinusPetit mnémotechnique : adjacent inclus un c comme cosinus.
    Ainsi, le ratio entre adjacent et hypoténuse est égal au cosinus de cet angle, ce qui permet avec une calculatrice (inverse cosinus) de retrouver l'angle
    : coté adjacent / hypoténuse
  • Le sinusNouveau mnémotechnique : opposé inclus un s comme sinus : coté opposé / hypoténuse
  • La tangenteLa tangente est utilisée par les distributeurs de courant électrique, le cosinus pour les récepteurs : opposé / adjacent

Conseils+, compléments, prérequis :
Tension induite
Lenz Faraday
Pythagore le théorème
Cosinus, Tangente

Crée le 30 / 03 / 2017, der. màj le 26 / 10 / 2017 par : Guillaume (Guillaume DUPAS)
Contributeur Guillaume DUPAS Gu5835e07c1389f
Cours vu 182 fois ★★★★☆
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