exercices-et-problemes-delectrotechnique (1)

SCIENCES SUP
Exercices et problèmes corrigés avec rappels de cours
SCIENCES SUP
EXERCICES
ET PROBLÈMES
D’ÉLECTROTECHNIQUE
Notions de base
et machines électriques
Luc Lasne
MATHÉMATIQUES
PHYSIQUE
CHIMIE
SCIENCES DE L’INGÉNIEUR
INFORMATIQUE
SCIENCES DE LA VIE
SCIENCES DE LA TERRE
L. LASNE
ISBN 2 10 049064 8 www.dunod.com
EXERCICES ET PROBLÈMES
D’ÉLECTROTECHNIQUE
La rigueur nécessaire à l’étude de l’électrotechnique nécessite des bases
solides en manipulation des circuits et des puissances électriques, et ne
peut s’acquérir qu’en se mettant à l’épreuve sur des exercices variés
avant d’aborder des sujets plus complets. Voilà pourquoi cet ouvrage
propose, pour chaque thème abordé une progression identique : une
synthèse de cours qui présente les notions incontournables, une série
d’exercices permettant de gagner en confiance et de cerner facilement
les points à éclaircir et, pour finir, un ou plusieurs problèmes plus ardus.
Les solutions relatives à chaque problème sont particulièrement
détaillées et insistent sur les notions à maîtriser ainsi que sur les
méthodes de calculs propres à l’électrotechnique.
Des circuits monophasés et triphasés en alternatif sinusoïdal, jusqu’aux
moteurs électriques vus sous différents angles, en passant par l’étude
des transformateurs, des régimes transitoires, des grandeurs non
sinusoïdales et harmoniques, le lecteur sera sûr de balayer l’ensemble
du programme à travers un travail personnel efficace.
Ce livre est plus particulièrement destiné aux élèves et étudiants des
STS, IUT, IUP, Licences (de la 1re à la 3eannée), CAPES, CAPET, écoles
d’ingénieurs orientées vers le génie électrique ou l’énergie électrique.
Il complète les cours Introduction à l’électrotechnique – Fondements
d’électricité et d’électromagnétisme de J. Laroche et Électrotechnique –
Transformateurs et machines tournantes de D. Bareille et J.-P. Daunis
dans la même collection.
EXERCICES
STS • IUT • Licence • Écoles d’ingénieurs
Luc Lasne
EXERCICES
ET PROBLÈMES
D’ÉLECTROTECHNIQUE
1 2 3 4 5 6 7 8
1
er
cycle 2
e
cycle 3
e
cycle
LICENCE MASTER DOCTORAT
LUC LASNE
est professeur agrégé à
l’Université de Bordeaux 1
et ancien élève de l’École
normale supérieure de
Cachan.

EXERCICES
ET PROBLÈMES
D’ÉLECTROTECHNIQUE
Notions de bases
et machines électriques
Rappels de cours
Luc Lasne
Professeur agrégé à l’Université de Bordeaux 1
prelim Lasne Page I Mardi, 31. mai 2005 11:04 11

Illustration de couverture : DigitalVision®
© Dunod, Paris, 2005
ISBN 2 10 049064 8
prelim Lasne Page II Mardi, 31. mai 2005 11:04 11

© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Avant propos
Cet ouvrage regroupe 7 synthèses de cours, 38 exercices corrigés et 11 problèmes,
corrigés de façon particulièrement détaillée, qui abordent des applications diverses
du domaine « courant fort » du génie électrique. L’électrotechnique est une matière
assez vaste qui possède ses particularités, son langage propre, ses outils incontourna-
bles, et nécessite des bases solides en manipulation des circuits et des puissances
électriques. La rigueur nécessaire à l’étude des systèmes triphasés et des machines
électriques, pour ne citer qu’eux, ne peut s’acquérir qu’en se « mettant à l’épreuve »
sur des exercices variés avant d’aborder des sujets plus complets. Mais ce travail est
extrêmement payant en terme de compréhension et de réussite scolaire.
Voilà pourquoi cet ouvrage propose, pour chaque thème abordé une progression
identique : une synthèse de cours qui présente les notions « incontournables », une
série d’exercices permettant de gagner en confiance et de cerner facilement les points
à éclaircir et, pour finir, un ou plusieurs problèmes plus ardus. Les différents thèmes
sont abordés dans une certaine idée de progression et il est vivement conseillé de
respecter cet ordre afin de profiter d’une vision cohérente de la matière. Parmi ces
problèmes figurent d’ailleurs deux sujets de « synthèse » (problème no4 et no11)
nécessitant chacun un certain recul sur les notions abordées au préalable. Enfin une
bibliographie sommaire aidera le lecteur désireux d’en savoir plus à trouver les ouvrages
qui ont contribué à l’élaboration de ce recueil de sujets et aux synthèses de cours.
En définitive, cet ouvrage destiné aux étudiants des filières technologiques et
physiques désirant préparer correctement leurs épreuves d’électrotechnique, se révé-
lera également un recueil intéressant de sujets permettant la préparation des concours
spécialisés de l’enseignement : CAPES, CAPET et Agrégation de génie électrique et
physique appliquée.

Remerciements
Je remercie tout particulièrement mes anciens professeurs de l’ENS de Cachan qui
ont su me donner le goût de cette matière passionnante qu’est l’électrotechnique. Je
tiens tout particulièrement à remercier M.Jean-Claude Gianduzzo, de l’Université
de Bordeaux 1, pour ses nombreuses réponses à mes questions, ses connaissances et
son aptitude toute particulière à les transmettre. Merci également à Didier Geoffroy
pour ses précieuses indications sur l’alternateur relié au réseau. Merci enfin au groupe
Merlin-Gérin/Schneider-electric pour leur aimable autorisation d’utilisation de docu-
mentation constructeur. Je joins à ces remerciements une pensée à tous les collègues
et amis du monde de l’enseignement et des sciences.
Plus personnellement et de façon infiniment plus intime je remercie Armelle, ma
femme, et ma petite Salomé pour leur patience lors de la rédaction de cet ouvrage.
Merci pour tout l’amour qu’elles m’apportent jour après jour…