Circuits et puissances électriques : Cours d'électrotechnique

Chapitre 3 Cours : Electrotechnique fondamentale 1
Dr H. Kouara Page 1
Chapitre 3
Circuits et puissances électriques
Un système triphasé à trois ou quatre fils peut être considéré comme la superposition
de trois systèmes monophasés.
En monophasé, le récepteur est un dipôle. Une des bornes est reliée au neutre et
l'autre à la phase. Le courant monophasé est le plus utilisé pour le grand public. Il
utilise deux conducteurs : la phase et le neutre, par contre en triphasé, le récepteur
possède trois bornes (une par phase) et éventuellement une quatrième pour le
neutre.
I. Circuits monophasés et puissances électriques
Les distributions en monophasé sont généralement utilisées dans les zones rurales,
où le coût d'un réseau triphasé est trop important et où les charges ne nécessitent pas
de telles infrastructures.
L’utilisation du triphasé à la place du monophasé se justifie par :
 Dans l’industrie, la puissance monophasée est généralement insuffisante.
L’exploitation des réseaux triphasés permet de tripler la puissance.
 Les alternateurs triphasés qui produisent l'énergie électrique ont un meilleur
rendement qu'un alternateur monophasé de même puissance.
 Dans un système monophasé, la puissance oscille à la fréquence du réseau; elle
passe par zéro à tous les cycles. Dans un système Triphasé, la puissance ne
devient jamais nulle.
 Le transport en triphasé permet d’économiser du câble et de diminuer les pertes
par effet joule.

Chapitre 3 Cours : Electrotechnique fondamentale 1
Dr H. Kouara Page 2
II. Systèmes triphasés équilibré
Un réseau triphasé est un réseau comportant des générateurs triphasés, des charges
triphasées et des circuits de transmission reliant les générateurs et les charges.
Un système de grandeurs triphasées est dit équilibré si les 3 grandeurs, fonctions
sinusoïdales du temps, ont la même amplitude.
1. Tensions Simples
Les grandeurs simples sont les grandeurs relatives à chacune des phases ou
récepteurs. On désigne par J le courant de phase et par V la tension de phase.
Puisque le Système est équilibré
Représentation de Fresnel :
En notation complexe, le système équilibré s'écrit :
2. Tensions composées
Les grandeurs composées sont les grandeurs relatives aux bornes extérieures ou aux
fils extérieurs. On désigne par U la tension de ligne ou tension composée et par I le
courant de ligne.
120°

Chapitre 3 Cours : Electrotechnique fondamentale 1
Dr H. Kouara Page 3
La tension composée est donc la différence de potentiel entre deux tensions de
phase.
Les tensions de phase ayant des directions et sens différents, on parle de vecteur
tension et il faut faire une soustraction vectorielle.
Représentation de Fresnel :
3. Relation entre tensions simples et tensions composées
Les 3 vecteurs forment un triangle isocèle.
La hauteur h partage la base U en deux parties égales.
l’angle entre V et U est de 30 degrés
La longueur de est : U/2 = V· cos (30°) donc
4. Relation entre courants
On appelle « courants de ligne », notés « I », les courants circulant dans les fils de la
ligne reliant la charge triphasée à l'alimentation. On appelle « courants de phase »,
notés « J », les courants circulant dans les éléments de la charge.
120°
V
V
U
30°
N

Chapitre 3 Cours : Electrotechnique fondamentale 1
Dr H. Kouara Page 4
Dans un système triphasé équilibré, la somme vectorielle
des courants est nulle 
La loi des nœuds :
On trouve 
L’angle s’agit du déphasage provoqué par le dipôle Z du montage.
5. Couplages des générateurs et des récepteurs
Les connexions entre les enroulements des générateurs et les impédances
d'utilisation peuvent se faire en étoile "Y" ou en triangle "∆".
Le couplage est défini à la construction ou est modifiable par l'utilisateur.
5.1 Couplage étoile
Les courants de ligne I traversent directement les impédances.
Ils ont donc la même valeur et le même déphasage
que les courants de phase J.
I1= J1
I2= J2 alors I= J
I3= J3
Le commun est appelé fil neutre.
Donc, en système équilibré, il ne sert à rien.
5.2 Couplage triangle
Chacune des impédances du récepteur
est raccordée entre deux conducteurs
polaires. Les tensions de phase U ont
donc la même valeur que les
tensions de ligne V.
V= U
I= J
J23
I3
I1
I2
Z
Z
Z
U12
J31
J12
U23
U31
V1
V2
V3
I1
I3
I2
Z
Z
Z
IN
J2
J1
J3

Chapitre 3 Cours : Electrotechnique fondamentale 1
Dr H. Kouara Page 5
III. Puissances électriques
Le théorème de Boucherot traduit le principe de conservation de l’énergie. Il impose
que la puissance active ou la puissance réactive soit la somme des puissances
consommées par chacun des dipôles :
1. Couplage étoile
1.1 Puissance active
La puissance active pour une association de charges triphasées est égale à la somme
des puissances actives pour chaque élément.
Puissance active absorbée par un élément : 
Puissance active absorbée par 3 éléments :
1.2 Puissance réactive
La puissance réactive globale pour une association de charges triphasées est la
somme des puissances réactives par phase.
1.3 Puissance apparente
La puissance apparente S ne se conserve pas, c’est-à-dire .
2. Couplage triangle
2.1 Puissance active
Puissance active absorbée par un élément : 