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LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu La puissance apparente S est définit comme le produit des valeurs efficace du courant.

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1 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu La puissance apparente S est définit comme le produit des valeurs efficace du courant et de la tension. Elle sexprime en Voltampère VA. LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES MONOPHASES On utilise parfois la notion de puissance apparente complexe notée S définit par : Où I * représente le conjugué de I. Il apparaît un terme noté Q appelé puissance réactive qui sexprime en VAR. On définit le facteur de puissance K p par :

2 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES MONOPHASES THEOREME DE BOUCHEROT : Lorsque lon veut déterminer les caractéristiques (P tot, Q tot et S tot ) de lalimentation dun système comportant plusieurs sous systèmes monophasés absorbant des puissances P i et Q i, on peut utiliser le théorème de BOUCHEROT

3 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES TRIPHASES Représentation temporelle : On dispose alors de 3 grandeurs électriques (courant ou tension) respectivement définis par :. Si k=1, on parle de système direct, si k= -1, on parle de système indirect. Pour transformer un système direct en système indirect, il suffit dintervertir 2 phases.

4 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES TRIPHASES On dit que des grandeurs triphasées sont équilibrées si : Si on travaille avec les tensions simples (tension entre une phase et le Neutre), on a : On peut déterminer lexpression des tensions entre 2 phases telle que :

5 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES TRIPHASES Représentation vectorielle : 2pi/3 pi/6

6 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES Représentation complexe : LES SOURCES TRIPHASES

7 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES EXPRESSION DES PUISSANCES TRANSMISES : La puissance instantanée transmise du générateur vers le récepteur notée p(t) sécrit : LES SOURCES TRIPHASES Soit une puissance active P telle que : Soit une puissance réactive Q telle que : Soit une puissance apparente S telle que : On définit le facteur de puissance K p par :

8 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES TRIPHASES THEOREME DE BOUCHEROT : Lorsque lon veut déterminer les caractéristiques (P tot, Q tot et S tot ) de lalimentation dun système comportant plusieurs sous systèmes absorbant des puissances P i et Q i, on peut utiliser le théorème de BOUCHEROT

9 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES ADAPTATION DES NIVEAUX DE TENSION La production et la distribution électrique sont réalisées très souvent avec des grandeurs alternatives sinusoïdales en haute tension (quelques dizaines de kV). Il est donc nécessaire dadapter les niveaux de tension aux utilisateurs. TRANSFORMATEUR Sur le système de la conditionneuse de comprimés, il est nécessaire de disposer dune alimentation monophasée sinusoïdale (tension simple de 230V) pour lalimentation de lautomate programmable (API) ainsi que pour lalimentation du variateur de vitesse pour le moteur de la sole. Cette alimentation est réalisée par lutilisation dun transformateur monophasé 400/230V. En effet, le Neutre nétant pas disponible sur lalimentation, il faut adapter le niveau de tension.

10 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES Le transformateur est un appareil statique à induction électromagnétique destiné à adapter les niveaux de tension de même fréquence. Il est analogue à un engrenage en mécanique (le couple sur chacune des roues dentées étant l'analogue de la tension et la vitesse de rotation étant l'analogue du courant). Remarque : Un transformateur ne fonctionne que pour des signaux alternatifs et sinusoïdaux. ADAPTATION DES NIVEAUX DE TENSION

11 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES La grandeur caractéristique dun transformateur est sa puissance apparente S. ADAPTATION DES NIVEAUX DE TENSION Si transformateur parfait (pas de pertes Joules ni magnétiques), on définit le rapport de transformation m tel que : Si m<1, le transformateur est dit abaisseur de tension, et donc élévateur de courant; Si m>1, le transformateur est dit élévateur de tension, et donc abaisseur de courant.

12 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES NON SINUSOÏDALES Il arrive souvent et de plus en plus fréquemment que les signaux électriques ne soient pas sinusoïdaux. Ils conservent cependant leur propriété de périodicité. On peut démontrer que tout signal x(t) périodique de période T est décomposable en série de Fourier. Avec :

13 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES NON SINUSOÏDALES La valeur efficace du signal x(t) est fournie par légalité de PARSEVAL : EXPRESSION DES PUISSANCES TRANSMISES : La puissance instantanée transmise du générateur vers le récepteur notée p(t) sécrit : Les termes de rang n sont appelés harmoniques de rang n. Lharmonique de rang n=1, est appelé fondamental du signal. On peut démontrer que la puissance active nest véhiculée que par les harmoniques de même rang. La puissance apparente S est définit comme le produit de :

14 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES D ENERGIE CONTINUE Une grandeur électrique est dite continue si : EXPRESSION DES PUISSANCES TRANSMISES : La seule puissance transmise en continu, est la puissance active P définit par : Les différentes sources dénergie continue disponibles : Les batteries ; Les panneaux solaires ; La conversion alternatif / continu.

15 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES D ENERGIE CONTINUE Les batteries (ou piles) Caractéristiques : Tension à vide E ; Nature chimique de la réaction; Résistance interne ; Capacité ou autonomie en A.h. Caractéristique courant / tension dun accumulateur U I I cc E

16 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES D ENERGIE CONTINUE Les panneaux solaires Caractéristiques : Nombre de cellules élémentaires ; Tension à vide E ; Résistance interne ; Eclairement. Caractéristique courant / tension dun accumulateur

17 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES D ENERGIE CONTINUE Conversion de lalternatif vers continu Sur le système de la conditionneuse de comprimés, il est nécessaire de disposer dune source dénergie continue afin dalimenter les entrées de lautomate programmable (API). SCHEMA DE PRINCIPE DE LA CONVERSION ALTERNATIF/CONTINU FS1 : Fonction Adapter le niveau de tension; FS2 : Fonction Redresser; FS3 : Fonction Filtrage; FS4 : Fonction Réguler.

18 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES LES SOURCES D ENERGIE CONTINUE FS1 : Fonction Adapter le niveau de tension Transformateur FS2 : Fonction Redresser Montage redresseur Diodes : Analogie avec un clapet anti retour FS3 : Fonction Filtrage Condensateur FS4 : Fonction Réguler Circuit spécialisé (78xx ou 79xx)

19 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES système Puissance utile P u Puissance absorbée P a RENDEMENT D UN SYSTEME Les systèmes réels ne sont pas parfait, et ils génèrent des pertes sous formes de chaleur généralement. En notant Pa la puissance absorbée par le système, et Pu la puissance restituée (utile pour la charge), on note le rendement η définit par :

20 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES RENDEMENT GLOBALE DUN SYSTEME On peut généralement décomposé un système en sous systèmes ayant chacun un rendement η i, le rendement globale sexprime par :

21 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu APPAREILS DE MESURES CHOIX D UN APPAREIL DE MESURE Le choix dun appareil de mesure se fait en fonction de la grandeur électrique à mesurer. Tension : Voltmètre; Intensité dun courant : Ampèremètre ou Pince ampèremétrique; Puissance active : Wattmètre. Cependant, chacun de ces appareils ont une caractéristique très importante, la Bande Passante. Elle définit la bande de fréquence des grandeurs électriques mesurables.

22 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu APPAREILS DE MESURES CHOIX D UN APPAREIL DE MESURE Position DC : Mesure la composante continue du signal à mesurer INDIQUE LA VALEUR MOYENNE Position AC : Mesure la « valeur efficace » du signal à mesurer BP = [50 500]Hz Appareil bas de gamme Idéal pour signaux sinusoïdaux 50Hz BP = [ ]Hz Idéal pour signaux non sinusoïdaux Mesure la valeur efficace sur les 40 premiers harmoniques On parle dappareil RMS Position AC+DC : Mesure la valeur efficace du signal à mesurer BP = [0 2000]Hz Idéal pour signaux non sinusoïdaux avec composante continue On parle dappareil TRMS Remarque : Sur certains appareils de mesure, on voit Vrai TRMS !! Cest de la publicité mensongère !!!!!!

23 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES HYDRAU ET PNEU PRODUCTION DENERGIE PNEUMATIQUE La structure de production dénergie pneumatique et hydraulique est similaire. La différence est dans la nature du fluide et dans le domaine des pressions. En pneumatique, pression de lordre du bar (1 à 10 bar); En hydraulique, pression de lordre de la dizaine ou centaines de bar. Structure de production dénergie pneumatique

24 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu M PRODUCTION DENERGIE PNEUMATIQUE Structure normalisée de production dénergie pneumatique Moteur électrique Compresseur Vanne Clapet anti retour Réservoir Purge Filtre Lubrificateur Régulateur de pression Manomètre LES SOURCES HYDRAU ET PNEU

25 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES HYDRAU ET PNEU

26 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES ELECTRIQUES EXPRESSION DE LA PUISSANCE EN HYDRAULIQUE OU PNEUMATIQUE : Lhydraulique dune pompe est une machine qui transforme une puissance mécanique (couple et vitesse de rotation dun arbre ) en puissance hydraulique (du débit Q et de la pression P). La puissance hydraulique est calculable par la relation : Avec : P hydraulique : la puissance en Watts ( W ) Q : le débit en mètre cube par secondes ( m 3 / s ) P : la pression en pascal ( Pa ) Rappel : 1 bar = 10 5 Pascal Le débit du compresseur peut sexprimer en fonction de sa cylindrée C. Avec C : Cylindrée du compresseur en cm 3 /s

27 LES SOURCES D ENERGIE Sébastien GERGADIER Math Sup TSI Richelieu LES SOURCES HYDRAU ET PNEU UTILISATION DE LENERGIE PNEUMATIQUE Extrait du schéma pneumatique de la conditionneuse de comprimés. Arrivée dair comprimée Vers utilisation

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