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Régulation de la tension électrique dans les installations industrielles

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par el hadji abdoul aziz NIANG
Centre d'Entreprenariat et de Developpement Technique - BTS 2006
  

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Définition de la tension électrique

1.1 Le champ magnétique

Le champ électrique (CE) et l'induction magnétique, comme le champ de

Petit Larousse).

un corps électrisé ou un corps pesant est soumis à des forces (dictionnaire gravitation, peuvent être considérés comme un espace dans lequel un aimant, L'induction magnétique

A proximité du feu, chacun peut ressentir la chaleur dégagée mais ne la voit chaleur. Il s'agit ici d'un champ thermique. C'est exactement la même chose Pour comprendre la notion de champ, prenons l'exemple d'un feu de camp. pas. En s'éloignant progressivement du feu, on perçoit de moins en moins la

Qu'est-ce qu'un champ?

pour les champs électriques et magnétiques : l'intensité du champ est grande à proximité de la source et diminue rapidement lorsqu'on s'en écarte.

Comment définir le champ électrique et l'induction magnétique? trique par la prise, il y a uniquement un champ électrique. On peut comparer le champ électrique à la pression présente dans un tuyau d'arrosage lorsqu'il est raccordé au système de distribution et que le robinet est fermé. Le champ Champ électrique

présence de charges électriques et se mesure en Volts par mètre (V/m). Plus la tension d'alimentation d'un appareil est grande, plus le champ électrique électrique est lié à la tension dont l'unité est le Volt. Il est généré par la qui en résulte est intense.

Lorsqu'une lampe de chevet est branchée c'est-à-dire reliée au réseau élec-

magnétique. L'induction magnétique est lié au passage du courant (c'est-àInduction magnétique

câble d'alimentation, il existe à la fois un champ électrique et une induction du tuyau d'arrosage, l'induction magnétique correspondrait au passage de de l'ordre du microtesla (iT) soit un millionième de Tesla. Une autre unité Toutefois les inductions magnétiques que nous mesurons habituellement sont l'eau à travers le tuyau. L'unité de l'induction magnétique est le Tesla (T). dire le mouvement des électrons) à travers le fil électrique. Dans l'exemple

Lorsque la lampe est allumée, c'est-à-dire lorsque le courant passe dans le parfoisutiliséeestleGauss(G).UnGausséquivautà100microteslas.On parle volontiers de champ magnétique en lieu et place d'induction magnétique mesures en Tesla (ou de Gauss, ancienne mesure avec comme conversion en Tesla) et le champ magnétique (H en ampère/mètre) est la perméabilité (i (ou de flux de densité magnétique), c'est pourquoi l'on retrouve souvent des 10-4T =

parle de champ magnétique (H). Le rapport entre l'induction magnétique (B en henry/mètre - une constante universelle qui vaut 1.2566610-6H/m dans la plupart des matériaux tels que air, vide, gaz, cuivre, terre, etc.).

1G), unité de mesure de l'induction magnétique (B), lorsque l'on

1.2 Notion de tension

triqueàcomme étant un état électrique correspondant à la différence entre un excès d'électrons. Ces deux bornes se trouvent dans deux états électriques différents. Pour caractériser cette différence d'état, on définit la tension élecLa borne positive correspond à un défaut d'électrons et la borne négative à

Une pile possède deux bornes : une borne positive et une borne négative. deux potentiels : le potentiel du pôle positif est noté V pet le potentiel du pôle négatif est noté Vnalors on peut dire que la tension électrique est une différence de potentiel.

La différence de potentiel entre P et N est noté :Vpn

FIG. 1.1 La différence de potentiel

16 = Vp - Vn. Il faut

mais la différence de potentiel.

d'électron. Ce n'est pas la valeur du potentiel en un point qui est important nécessairement une différence de potentiel pour qu'il y ait une circulation

1.3 Définitions : volts, ampère, watt et ohm 1.3.1 Le courant

le corps positif, de façon à rétablir un équilibre. La circulation des électrons correspond au nombre d'électrons qui traversent ce point en une seconde. est appelée courant. Mesurée en un point du circuit, l'intensité du courant par un conducteur métallique, des électrons se déplacent du corps négatif vers

Lorsque deux corps de charges électriques égales et opposées sont reliés

référence au physicien français André-Marie Ampère.

On exprime ainsi l'intensité en ampères (de symbole A), unité nommée en

1.3.2 La tension

entre ces deux points. Elle s'exprime en volts (V), en référence au chercheur

La tension décrit la différence de potentiel électrostatique entre deux valeur positive en volts, au dessus du potentiel de la Terre, et inversement. nul. Aussi le potentiel d'un corps chargé positivement est caractérisé par une points et est associée à l'énergie qu'il faut à un électron pour se déplacer Pour illustrer ceci, on peut imaginer une chute d'eau. L'intensité pourrait italien Alessandro Volta. Par convention le potentiel électrique de la Terre est dire tension pas voltage.

être assimilée au débit de l'eau alors que la tension serait représentée par la différence d'altitude entre le haut et la bas de la chute.

Attention : il faut dire intensité surtout pas ampérage , il faut

1.3.3 La résistance

traversé par un courant de 1 A (ampère) et soumis à une tension de 1 V
lemand George Ohm. Elle est définie comme la résistance dans un circuit

L'unité de la résistance est l'ohm (symbole ), du nom du physicien al-

par l'intensité : U R x I (la loi d'ohm ).

La tension aux bornes d'une résistance est égale au produit de sa résistance Ohm (Ù) est traversé par un courant de 1 Ampère et la puissance thermique dégagée par la résistance est de 1 W (Watt).

(volt). Une différence de potentiel de 1 Volt reliée par une résistance de 1

Kilowatt ou kilowattheure

1.4 Les notions de puissance et d'énergie: 18

1.4 Les notions de puissance et d'énergie: Kilowatt ou kilowattheure

tation). La puissance correspond à une énergie produite (ou consommée) vous allez dépenser en faisant un jogging. Plus vous courrez vite, plus vous moyenne multipliée par le temps. Par exemple, vous allez acquérir de l'énerpendant une durée de temps donné. L'énergie correspond à une puissance gie en mangeant un repas (énergie s'exprimant en joules ou en calories) que

Attention ne pas confondre Puissance et Énergie (ni vitesse et précipivous permettra de faire votre footing!), qu'elle exprime en kilowattheure. augmentez la puissance consommée. L'énergie totale de votre footing sera proportionnelle à la puissance moyenne et à la durée du footing. La SENEUn kilowattheure correspond bien à un kilowatt (1000 watts) multiplié par heure), soit 3.600.000 joules. La puissance est égale au produit de la tension LEC vous facture bien une énergie (tout comme vous allez payer le repas qui une heure, (à ne pas confondre aukm/h qui est un kilomètre divisé par une par l'intensité P U x I.

1.5 Le courant alternatif

change de sens aussi souvent que le conducteur lui-même change physiqueticulier, un courant alternatif peut voir sa tension ajustée par un appareil ment de sens. Plusieurs types de générateurs électriques fonctionnent en utilisant ce principe pour fournir un courant oscillant, appelé courant alternatif d'énergie électrique, tant pour les usages domestiques qu'industriels. En par(AC). Le courant alternatif est préféré au courant continu comme source

lorsqu'un conducteur est déplacé dans un champ magnétique, le courant tions du champ magnétique y induisent un courant alternatif secondaire. Or, conductrice est placée dans le champ magnétique de la première, les varia- lorsqu'un courant alternatif passe dans une bobine, l'intensité du champ magnétique généré est amenée à varier continuellement. Si une seconde bobine d'une grande simplicité : le transformateur. Son principe est le suivant: induite y est plus importante, car le champ agit sur un plus grand nombre de boucles conductrices. La propriété du courant alternatif à voir sa tension si cette seconde bobine comporte plus de boucles que la première, la tension l'électricité utilisée dans les maisons et dans l'industrie.

La tension continue a été définie plus haut. Mais que veut dire 230 V alter- ajustée par les transformateurs est la principale raison de son choix pour Au Sénégal , la fréquence est de 50 Hz (Hertz).

Que veut dire 230 V alternatif?

natif sachant que la tension varie constamment?

sur du 230 V alternatif efficace dégagera la même puissance en chaleur que si elle était branchée sur du 230 V continu.

Il s'agit d'une tension dite efficace. Par définition, une résistance branchée miner la valeur de la moyenne du carré de la tension sinusoïdale. On démontre que cette valeur moyenne correspond au carré de 230 V pour une tension variant entre 325 V. (230 multiplié par racine de 2).

Comme la puissance est proportionnelle au carré de la tension , il faut déterUne tension alternative de 230 V 50 Hz varie 50 fois par seconde entre? 325 V et H- 325 V!

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