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Chapitre 6 : Mesure des puissances
ISET de Kélibia
Narjess SGHAIER - Fèdia DOUIRI
- 31 - Cours Mesures Electriques
Chapitre 6
OBJECTIFS
Général
 Connaître les différentes méthodes de mesure d’une puissance.
Spécifiques
 Etudier les différentes méthodes de mesure de puissance en
courant continu.
 Etudier les différentes méthodes de mesure de puissance en
courant alternatif.
1. INTRODUCTION
La puissance électrique consommée par un récepteur a pour expression :
 En courant continu :
P U I
.
 En courant alternatif monophasé :
cos
a
P U I
.
 En courant alternatif triphasé :
3 cos
a
P U I
.
Avec :
I
: Valeur efficace de i(t)
U : Valeur efficace de u(t)
: Déphasage entre u(t) et i(t)
2. MESURE DE PUISSANCE EN COURANT CONTINU
2.1. Méthode directe du Wattmètre
2.1.1. Qu'est ce qu'un Wattmètre
Un Wattmètre est un appareil de mesure destiné à indiquer la puissance
électrique (exprimée en watts) consommée par le récepteur. Il possède deux
bobines :
 Une bobine, utilisée pour la mesure du courant, appelée « circuit courant »
ou gros fil assimilable à un ampèremètre de résistance interne rA ;
MESURE DES PUISSANCES

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 Une bobine, utilisée pour la mesure de tension, appelée « circuit de tension »
ou fil fin assimilable à un voltmètre de résistance interne Rv.
Figure 6.1 : Schéma de principe d’un Wattmètre
Remarques :
- La déviation de l'aiguille dépend non seulement du flux magnétique des
deux bobines mais aussi du déphasage entre U et I. nous mesurons donc :
cosP U I
- Le wattmètre le plus utilisé est de type électrodynamique. Il est constitué
d'un circuit inducteur fixe, formé de deux bobines connectées en série ou en
parallèle créant un champ d'induction B dans lequel peut se mouvoir un cadre
mobile réalisé en fil fin et muni d'un dispositif de rappel à ressorts spiraux. Le
cadre mobile supporte l'aiguille indicatrice et les masse lots d'équilibrage.
- Le principe de fonctionnement se résume sur le fait que le courant à
mesurer passe par les enroulements de la bobine fixe provoquant un champ
d'induction impliquant une force électromagnétique. La tension à mesurer se
manifeste par un courant qui parcourt la bobine mobile. Ce courant engendre
un champ d'induction dépendant de la tension mesurée ce qui engendre une
deuxième force électromagnétique.
2.1.2. Branchement du wattmètre
Pour mesurer la puissance consommée par un récepteur, on branche le
wattmètre selon deux modes indiqués par la figure (6.2). En effet, le circuit
courant se branche en série et le circuit tension se branche en parallèle.
Montage amont
Montage aval
Figure 6.2 : Schémas de branchement d’un Wattmètre

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2.1.3. La constante du wattmètre
Comme la déviation est proportionnelle au produit U.I, les graduations sont
disposées sur une échelle dilatée ainsi, la lecture est appréciable à
1
4
de
division.
On définit la constante du wattmètre est n'est autre que le coefficient de
lecture :
Pour déterminer la valeur de puissance, on multiplie la lecture par la constante
du wattmètre k définie par l’expression suivante :
Calibre U Calibre I
kEchelle
Exemple : soient : Calibre U = 300V; Calibre I = 0.5A; L=60div; N = 150 div.
300 0.5 1
150
k
1 60 60 .P k L W    
2.2. Méthode indirecte Voltampèrmétrique
Elle se base sur le principe de la détermination de la valeur de P en
mesurant U et I et selon la mise en place du voltmètre et de l'ampèremètre par
rapport à la charge, on distingue deux montages :
2.2.1. Montage amont
Figure 6.3 : Montage voltampèremétrique amont
Avec :
Ir : courant dans le récepteur.
Uv : tension aux bornes du voltmètre.
Pr : puissance consommée par le récepteur
r r r
P U I
Pmes : puissance mesurée
mes v r
P U I
or
v r a r
U U r I  
D’où :
2
mes r r a r
P U I r I   
Ou encore :
2
mes r a r
P P r I  

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 L'erreur de méthode est :
2
mes r a r
P P P r I
Si on admet que le récepteur possède une résistance interne R, on obtient
l’erreur relative systématique suivante :
a
r
P
PR
Par conséquent, l’erreur systématique est d’autant plus faible que
a
r
est plus
petit que R
( ).
a
Rr?
2.2.2. Montage aval
Figure 6.4 : Montage voltampèremétrique aval
On a :
r
a r v r v
U
I I I I R
mes v a
P U I
avec
vr
UU
D’où :
2
r
mes r a r r v
U
P U I U I R
Ou encore :
2
r
mes r v
U
PP
R
 L'erreur de méthode est :
2
r
mes r v
U
P P P R
Si on admet que le récepteur possède une résistance interne R, on obtient
l’erreur relative systématique suivante :
v
PR
PR
L’erreur systématique est d’autant plus faible que
v
R
est plus grand que R
( ).
v
RR=

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La correction est en général plus sûre avec le montage aval, car
v
R
est
habituellement mieux définie que
a
r
.
2.2.3. Choix du montage
Comme on cherche toujours à connaître la puissance consommée par le
récepteur et non fournie par la source, on choisit le montage aval. Ajoutons à
cela que la connaissance de
a
r
est mal définie par suite de l'influence des
contacts de connexion alors que la mesure
v
R
est très bonne.
3. MESURE DE PUISSANCE EN COURANT ALTERNATIF
MONOPHASE
En courant alternatif monophasé, si la charge (récepteur) est purement
résistive la puissance est encore donnée par le produit
UI
. Si le circuit
comporte une charge ayant une partie réactive le courant n'est plus en
phase avec la tension et on détermine les trois puissances suivantes :
 Puissance active :
cosP U I W
 Puissance réactive :
sinQ U I VAR
 Puissance apparente :
22
S P Q U I VA   
3.1. Mesure de la puissance apparente S
Pour mesurer S, il faut utiliser un ampèremètre et un voltmètre afin de
déterminer les valeurs efficaces du courant et de la tension selon le schéma
du montage suivant :
Figure 6.5 : Schéma de principe de mesure de la puissance apparente S
3.2. Mesure de la puissance active P
3.2.1. Méthode directe du Wattmètre
En monophasé, on ajoute nécessairement au schéma du montage en
continu un ampèremètre. En effet, si
cos
est faible, le calibre de courant peut