Nom

Nom
Date
Economies d’énergie
Classe :
Gr :
TP n°:
Objectifs :
 Etude de différentes sources d’énergie (lampe à incandescence, néon, lampes à décharge).
 Déterminer les choix permettant d’économiser l’énergie.
 Perturbations apportées au réseau
Pré requis
 cours de STS1 sur les régimes sinusoïdaux
Conditions de réalisation :
. Utilisation de diverses lampes
. Mesure de l’éclairement
. Mesures de différentes puissances
TRAVAIL DEMANDE :
Si votre poste est dépourvu d’oscilloscope numérique OX8042 l’acquisition et les décompositions se feront à l’aide
de Labview pour lequel vous vous servirez de la procédure ad hoc
I) Tableau récapitulatif d’analyse des lampes à réaliser
Les indications suivantes ont pour objectif de mesurer ou déterminer U, I, les harmoniques du courant, P,Q,S, ,la
nature du dipôle, D, et le THDI, et de les rassembler dans un tableau
Lampe
U
I
Fondamental et THDI
P
Q
S
D
 (°) Nature
(V) (A) Harmoniques de I
%
(W) (VAr) (VA) (VAd)
Incandescence
Néon
BC
Indiquez pour chaque grandeur votre protocole de mesure
I.1) Mesures du courant dans les différentes lampes :
I.1.1) Visualiser et relever les allures des courants et des tensions pour une lampe à incandescence, puis un
tube néon et une lampe basse consommation.
I.1.2) Quelle est la nature des courants pour chaque charge(sinusoïdal ou non) ?
Qu’est ce que ça implique concernant la relation entre valeur efficace et crête ?.
Qu’est ce que ça implique concernant la mesure de puissance ?
I.1.3) Quelle mesure permet de trancher sur la nature de la charge (inductif, réactif, résistif) ?
Déterminer sur la nature inductive, capacitive ou résistive des différentes lampes.
I.1.4) En utilisant un appareil adéquat effectuez la décomposition spectrale des divers courants et notez leurs
valeurs
 Pourquoi les harmoniques paires ont une valeur nulle ?
 A l’aide de la décomposition retrouvez la valeur efficace de l’intensité du courant
 Déterminez le taux d’harmonique.
Pour faire une décomposition à l’aide de Labview vous vous servirez de la procédure ad hoc
Pour utiliser pour la décomposition en série de Fourier avec l’oscilloscope OX8042
 En utilisant un oscilloscope OX 8042, vous ferez un enregistrement numérique de l’intensité du courant de ligne
pour une durée d’une dizaine de périodes.
 Utilisez la fonction « math » puis fft/harm puis exécuter. En déplaçant le curseur vous pouvez avoir la
décomposition en série de Fourier du signal.
 Notez la valeur efficace du signal pour le fondamental, puis les pourcentages du fondamental pour les
harmoniques de rang 3, 5, 7, 9, 11, 13 et 15 , les harmoniques paires ayant une valeur efficace nulle .
I.2) Mesures des puissances dans les différentes lampes :
I.2.1) Mesurer les puissances active, réactive et apparente pour ces différentes lampes.
Rappels :
 La puissance active est mesurée comme ceci
Wattmètre mesure <I1.U1N>= P
1
Lampe
W
2
3
N
P  VI1 cos 
La puissance réactive même si le courant n’est pas sinusoïdal Q  VI1 sin 
Remarque : si le courant n’est pas sinusoïdal est

o
Mesure possible directement
Wattmètre mesure <I1.U13>= Q x3
1
Lampe
W
2
3
o
: N
Mesure à l’aide de la décomposition spectrale donnant I1, après avoir mesuré P, on en déduit
cos (=P/VI1) puis on déduit Q  VI1 sin 
 La puissance apparente quelque soit le régime est
I.2.2) Déterminer l’éventuelle puissance déformante
S  VI
II) Puissance électrique et éclairement :
II.1) Pour « mesurer l’éclairement » divers outils sont à notre disposition



: une photorésistance : sa résistance varie avec son éclairement ; proposer une méthode de mesure de
l’éclairement.
Un luxmètre
Un solarimètre
lampe
Tension
variable
photorésistance

solarimetre
II.2) Pour les 3 lampes : remarquez la fluctuation de la valeur mesurée en fonction de la distance séparant le capteur de la
source. Remplissez le tableau ci-dessous.
Tracer l’éclairement et la valeur de la photorésistance en fonction de la distance². Conclure.
L’efficacité lumineuse peut être vue comme le nombre de W/m²émis par une lampe pour une puissance consommée
Tube «néon »
Lampe Basse Consommation
Lampe à incandescence
Puissance
électrique
consommée
Solarimètre Photorésistance
Solarimètre Photorésistance
Solarimètre
Photorésistance
100 cm
80 cm
60 cm
40 cm
20 cm
II.3) Pour diverses valeurs de la tension d’alimentation de la lampe à incandescence (de 0 à 260 V environ), vous noterez les
valeurs efficaces de la tension U, de l’intensité du courant I, les puissances actives et les valeurs de la résistance R de
cette photorésistance.
II.4) Tracer la courbe R = f ( U )
II.5) Pour la tension du réseau et pour la lampe à décharge, refaire les mesures de U , I , P et R .
II.6) Comparer pour le même éclairement, les puissances absorbées par la lampe à incandescence et par la lampe à décharge.
II.7) Justifier le fait de parler de lampe « faible consommation » pour la lampe à décharge.
III) Diminution de la puissance réactive absorbée :
III.1) Pour le tube néon, déterminer les puissances active P, réactive Q et apparente S.
III.2) Déterminer le facteur de puissance du tube néon.
III.3) Déterminer la valeur de la capacité du condensateur qui, branché en parallèle amènera une puissance réactive de – Q (on
redémontrera que la puissance réactive consommée par un condensateur est égale à - U² C  ) .
III.4) Vérifier par une mesure que la puissance réactive de l’association tube néon et condensateur est alors nulle.
III.5) Comparer les valeurs des intensités des courants fournis par l’alimentation avec et sans condensateur : conclure
IV) Intensité du courant dans le neutre :
IV.1) Dans le cas d’un montage triphasé de trois lampes à incandescence, puis de trois lampes à décharge, visualiser et tracer
l’allure du courant dans le neutre.
IV.2) Mesurer la valeur efficace de l’intensité du courant dans le neutre et comparer cette valeur à celle de l’intensité du
courant de ligne : conclure.
V) Conclusions
V.1) Quelles sont les avantages et les inconvénients des différentes lampes d’un point de vue énergétique ?
V.2) Interprétez.