Relevement facteur de puissance ELEVE 2008

FICHE DE SEQUENCE
Repère : TP placo n°1 M3D
RELEVEMENT DU FACTEUR DE PUISSANCE
Système : Tube fluorescent
Lieu d’activité : Atelier
OBJECTIF : Comprendre l’inconvénient
d’un mauvais facteur de
puissance. Calculer la capacité d’un condensateur pour relever le
facteur de puissance
Evaluation proposée par l’équipe pédagogique:
TOTAL : /60
Classe :
BEP MEL (1C)
Nom :
Note:
Savoirs associés:
S0 -2 : Circuits parcourus
par un courant alternatif
Compétences:
C1.2 Exploiter
C2.1 Organiser
C2.8 Contrôler
.
♦ Cours sur le relèvement du facteur de puissance
♦ Cours sur les dipôles en courant alternatif
♦ Un document avec questionnaire et schémas à compléter.
♦ Un tube fluorescent duo et tube fluorescent mono
♦ Un lampe à incandescence
♦ Une pince multifonction
♦ Un ordinateur équipé du logiciel « Calcul du courant en
triphasé »
♦ Compléter le questionnaire.
♦ Effectuer les mesures demandées.
♦ Faire la somme vectorielles en s’aidant de l’ordinateur
C2.1Organiser son poste de travail.
C2.9 Contrôler les grandeurs caractéristiques
Temps: Prévu : 4 h
Passé :
Capacités:
C1 : S’informer
C2 : Exécuter
VOUS AVEZ APPRIS
:
VOUS AVEZ
:
VOUS DEVEZ FAIRE
:
CRITERES D’EVALUATION:
Savoirs:
S0: Electrotechnique.
Expérimentation.
Mesures sur des
applications
professionnelles
20
Repère : TP n°15

SUJET RELEVEMENT DU FACTEUR DE PUISSANCE BEP MEL (1C)
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I) Mise en situation
Créée en 1976 à Montréal de L’Aude, par les caves
coopératives d’Arzens et de Routier, l’Union des Caves
Coopératives de l’Ouest Audois et du Razès (UCCOAR)
regroupe plus de 1500 vignerons sur 40 communes exploitant
une surface de 10 000 hectares.
Montréal, site dédié aux produits à forte rotation,
dispose de 3 chaînes haute performance : 15 000 et 8000
bouteilles ainsi qu’une ligne Tetra Pak pour le
conditionnement des briks.
Cette entreprise, doit payer des pénalités dus aux mauvais facteur de puissance de
l’installation. (La principale cause est la quantité importante de tubes fluorescents non compensés)
Nous allons étudier comment relever ce facteur de puissance et donc de ne plus payer les
pénalités.
Les condensateurs permettent de relever le facteur de puissance

SUJET RELEVEMENT DU FACTEUR DE PUISSANCE BEP MEL (1C)
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I) Manipulation 1 : Le tube fluorescent non compensé
La charge étudiée sera un tube fluorescent duo
1.1) Donnez la formule d’électrotechnique entre la puissance apparente, la tension, et le courant (en
monophasé)
S = U * I
1.2) Donnez la formule d’électrotechnique entre la puissance active, la tension, le courant et le cos ϕ
(en monophasé)
P = U * I * cos ϕ
1.3) Donner la formule d’électrotechnique entre la puissance active et la puissance apparente et le
cosϕ
cos ϕ = P / S
Soit le schéma de principe suivant :
230V
~
Tube
fluorescent
duo
Ph
N
50Hz
/1
/1
/1
/3
Tube florescent duo

SUJET RELEVEMENT DU FACTEUR DE PUISSANCE BEP MEL (1C)
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1.4) Reproduisez le schéma en insérant les appareils permettant de mesurer la puissance active P
1
,
la tension U
1
, le courant I
1
aux bornes d’un tube fluorescent duo non compensé (sans
condensateur).
Nous utiliserons un seul appareil pour faire toutes les mesures (MESURE
PROFESSIONNELLE)
Fléchez et représentez la tension U
1
et Ie courant I
1
1.5) Complétez le tableau suivant :
Tension U
1
(V) Courant I
1
(A) Puissance P
1
(W) cos ϕ
1
__________ __________ __________ __________
1.6) Au dessous de quelle valeur du facteur de puissance, l’entreprise UCCOAR paye des
pénalités ?
Une entreprise paye des pénalités si le facteur de puissance est
inférieur ou égal à 0,93 / cos ϕ
1
< 0,93
1.7) Que pensez vous du facteur de puissance de notre tube fluorescent non compensé ?
Le facteur de puissance est mauvais, il est inférieur à 0,93.
Il faut donc relever le facteur de puissance
1.8) Le service de maintenance de l’entreprise « UCCOAR » possède une pince multifonction qui
mesure la puissance active P, la tension U et le courant I uniquement.
Comment peut-on trouver la valeur du facteur de puissance (cosϕ
1
) ?
Il suffit d’utiliser la formule
cos ϕ
1
= P / S
La puissance active sera mesurée par la pince multifonction directement
La puissance apparente sera calculée par la formule S = U x I
1.9) Nous désirons relever le facteur de puissance à 0,93 (cosϕ
2
= 0,93).
Schéma: /4
-1pt par erreur
U
1
et I
1
-> -1pt par erreur
Montage: /7
-3pts par erreur
/2
/18
/4
Ph
N
P
I
N
C
E
U
1
I
1
230V
~
/1
/2
/2

SUJET RELEVEMENT DU FACTEUR DE PUISSANCE BEP MEL (1C)
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Calculez la puissance réactive Qc que le condensateur devra fournir.
Calculez la valeur du condensateur C qui permettra de relever le facteur de puissance à 0,93
Calcul de Qc
Qc = P (tan ϕ
1
- tan ϕ
2
)
Qc = 92 [tan (cos
-1
0,49) – 0,4] 
Qc ≈
≈≈
≈ 127 Vars
Calcul de C
Qc = U² . C . ω
C = Qc / U².ω = 127 / ( 230² . 2. π . 50 )
C ≈
≈≈
≈ 7,6 µF
1.10) Tracez à l’échelle et sur papier millimétré le diagramme des courants.
* Tracez à l’échelle la tension U et le Courant I
1
* Connaissant le facteur de puissance désiré (cosϕ
2
) tracer et en déduire la valeur du courant I
2
II) Manipulation 2 : Le tube fluorescent compensé
Echelle
Tension
100V ⇔ 3,5 cm
Courant
1A ⇔ 16 cm
On trouve :
I
2
= ______
Rappel:
U = ________
I
1
= ________
cos ϕ
1
= ______
d’où ϕ
1
= ______
cos ϕ
2
= ______
d’où ϕ
2
=
______
/6
/10
Détails :
Rappel : /1,5
Valeur de I
2
: /0,5
Tracé : /4