Puissances électriques 1. Objectif du TP

Classe de première STI2D
Puissances électriques
1. Objectif du TP
Déterminer une puissance électrique.
Introduction aux notions de facteur de puissance et de valeurs efficaces.
2. Matériel & instruments de mesure
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Résistance 100 Ω (resistor)
Inductance 10 mH (realind)
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un ampèremètre
un voltmètre
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un générateur basses fréquences
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un oscilloscope
3. Protocole
Manipulation :



Réaliser le montage électrique sous ISIS Proteus à partir du schéma ci-dessous.
NB : ne pas oublier d'insérer une masse (ground).
Régler le GBF à une fréquence f = 1kHz et sur une amplitude de 6V.
Lancer la simulation.
Schéma de montage :
4. Exploitation
L'inductance (bobine) L en série avec la résistance R simule l'enroulement d'un moteur
alternatif monophasé.
4.1. Mesurer l'intensité I qui circuit dans le circuit : I = …......... mA
4.2. Mesurer la tension U aux bornes du GBF : U = …......... V
4.3. Relever la tension de crête Umax1 aux bornes du GBF : Umax = …......... V
4.4. Conclure : ….......................................................................................................................
4.5. Relever le décalage temporel τ entre la tension U et le courant I2 : τ = …............ ms
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Lue sur la voie A de l'oscilloscope
« l'image » du courant est donnée par la courbe de la voie B
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Classe de première STI2D
La période T, représente le temps pour effectuer
1 cycle.
Une période correspond donc à 2π rad ou 360°
(un tour complet de cercle représenté par la
sinusoïde).
Le décalage temporel τ représente le retard entre
les deux signaux (tension et courant).
On peut donc associer un déphasage d'angle φ à
un décalage temporel τ :
Temps (s)
Angle (rad)
T
τ
2π
φ
4.6. Exprimer le déphasage φ en fonction de T, τ et 2π à l'aide d'un produit en croix :
φ = ….....................................................
4.7. Calculer le déphasage φ entre tension et courant : φ = …................ rad = ….................... °
4.8. Enlever l'inductance du montage, relancer la simulation, visualiser l'oscillogramme et
conclure.
…...............................................................................................................................................
La puissance électrique s'exprime, selon les cas, par les relations suivantes :
•
En courant continu : P = U.I
•
En courant alternatif : P = U.I.cos φ
En pratique, elle se mesure en Watts (W) à l'aide d'un wattmètre.
4.9. Calculer les puissances électriques :
•
Avec l'inductance : P = …...............................................
•
Sans l'inductance : P = …...............................................
Sur le 1er schéma, remplacer le GBF par une source de tension continue (vsource).
4.10. Calculer la puissance électrique du montage :
P = …............................................
4.11. Conclure :
•
Pour l'inductance : …....................................................................................................
•
Pour les valeurs d'une tension continue et alternative : …...........................................
…...................................................................................................................................
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