Electricité 1

Electricité 1
Mise à jour octobre 2006
*FC1207111.1*
FC 1207 11 1.1
Electricité
Général
e
Livret 11
Condensateur et bobine en
alternatif - Réactances
C
Centre N National d’E Enseignement et de F Formation A A D Distance

ELEC 1 - LEÇON 11
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© AFPA-CNEFAD – FC_X_120711V1_1.doc
Réalisation : AFPA - Le Pont de Claix
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Dépôt légal juillet 1997

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SOMMAIRE
1 - Le condensateur en alternatif
1.1 Première expérience
1.2 Deuxième expérience - Loi d'Ohm
1.3 Expression de la réactance d'un condensateur
Exercice d'entraînement n° 1
1.4 Observation du courant
1.5 Energie d'échange
1.6 Puissances
Exercice d'entraînement n° 2
2 - La bobine en alternatif
2.1 Expérience
2.2 Réactance d'une bobine - Loi d'Ohm
2.3 Expression de la réactance d'une bobine
Exercice d'entraînement n° 3
2.4 Observation du courant
2.5 Energie d'échange
2.6 Puissances
Exercice d'entraînement n° 4
3 - Construction de Fresnel
3.1 Un outil de calcul pour l'électricien
Exercice d'entraînement n° 5
3.2 Application à l'électricité
Exercice d'entraînement n° 6
3.3 Quand le calcul se substitue aux mesures ...
Exercice d'entraînement n° 7
Corrigé des exercices d'entraînement
Devoir n° 11

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LE CONDENSATEUR EN ALTERNATIF
1.1 Première expérience
Rappelons qu'un condensateur est constitué de deux armatures métal-
liques séparées par un isolant, le diélectrique. La grandeur qui le ca-
ractérise est sa capacité C exprimée en farads (F).
- Constituons un circuit électrique composé d'un condensateur, supposé
parfait, en série avec une ampoule tel que représenté ci-dessous.
C
230 V
C
230 V
=~
Caractéristiques des éléments:
Condensateur : C = 8,2 µF (non polarisé, isolé à 400 V)
Ampoule : U = 130 V; P = 60 W
Des deux grandeurs définissant l'ampoule on peut déduire :
son courant nominal : I = P
U
60
13 0
= = 0,46 A
sa résistance à chaud : R = U
P
(130)
60
22
= = 282 Ω
- Alimentons le circuit par une tension continue de 230 V :
- la lampe reste éteinte. Le condensateur s'oppose donc au
passage du courant continu. Cependant une intensité de courte
durée (quelques millisecondes) a chargé le condensateur sous
230 V.
- Alimentons le circuit par une tension alternative de 230V - 50 Hz :
- la lampe brille de son éclat normal. Elle dissipe sa puissance
nominale de 60 W. Elle est donc traversée par un courant
alternatif dont l'intensité efficace est sensiblement égale à
0,46 A.
Conclusion :
Le condensateur laisse circuler le courant alternatif.
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1.2 Deuxième expérience - Loi d'Ohm
- Le circuit ci-dessous est alimenté comme précédemment par la tension
alternative U = 230 V - 50 Hz. Il est constitué du condensateur de 8,2 µF
en série avec un ampèremètre AC* supposé parfait (chute de tension
négligeable). La tension aux bornes du condensateur est donc
sensiblement égale à la tension du secteur.
Uc # U =230 V
C
A
230 V
~~
- L'appareil de mesure indique I # 0,59 ampère.
Conclusion :
La limitation du courant peut se chiffrer en effectuant le rapport Uc
I.
Cette fraction, qui a les "dimensions" d'une résistance, s'exprime donc en
ohms. C'est une nouvelle grandeur, notée Xc, appellée la réactance du
condensateur ou réactance capacitive.
Le calcul donne : Xc = Uc
I
230
0,5 9
= # 390 Ω.
Ce rapport illustre la loi d'Ohm relative à un condensateur et s'écrit :
Xc - s'exprime en ohms (Ω);
I - s'exprime en ampères (A);
Uc - s'exprime en volts (V).
* Remarques :
- L'ampèremètre destiné à mesurer un courant continu est affecté du signe
= ou parfois du sigle DC (direct current).
- L'ampèremètre destiné à mesurer la valeur efficace d'un courant
alternatif est affecté du signe ~ ou parfois du sigle AC (alternating cur-
rent).
Le condensateur limite la valeur du courant alternatif.
Uc = Xc x I