9 analyse de circuits a courant alternatif secteur : electricite

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OFPPT
ROYAUME DU MAROC
MODULE N°:9
A
NALYSE DE CIRCUITS A
COURANT ALTERNATIF
SECTEUR : ELECTRICITE
SPECIALITE : ELECTRICITE
D’INSTALLATION
NIVEAU : QUALIFICATION
Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail
DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION
RESUME
T
HEORIQUE
&
GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES

Résumé de théorie et Guide de
travaux pratiques
Module 9 – ANALYSE DE CIRCUITS A COURANT ALTERNATIF
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Document élaboré par :
Nom et prénom EFP DR
Mme KISSIOVA –
TABAKOVA Raynitchka
CDC
Electrotechnique
DRIF
M. COCA Radu ISIC DRGC
Révision linguistique
- BEN MOHA Boualem – Cadre à la DRIF
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Validation
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Résumé de théorie et Guide de
travaux pratiques
Module 9 – ANALYSE DE CIRCUITS A COURANT ALTERNATIF
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SOMMAIRE
Page
Présentation du module 12
Résumé de théorie 13
1. Production d’une onde sinusoïdale ……………………… 14
1.1. Induction électromagnétique …….……………………………. 14
1.2. Alternateur élémentaire ………………………………………. 14
2. Termes associés au courant alternatif …………………………… 17
2.1. Types de courants alternatifs ……………………..……………. 17
2.2. Caractéristiques d’un courant alternatif sinusoïdal ..…………. 18
2.3. Déphasage …………………………………………..…………. 19
2.4. Caractéristiques d’une onde sinusoïdale ……………………. 20
3. Effet des inductances ……………………………………………… 22
3.1. Inductance d’une bobine ………………………..……………. 22
3.2. Inductance mutuelle ………………………………..…………. 22
3.3. Réactance inductive ………………………………..…………. 23
3.4. Déphasage entre le courant et la tension…………………… 24
3.5. Groupement d’inductances ………………………………….. 24
3.5.1. Groupement en série ………………………………………. 24
3.5.2. Groupement en parallèle …………………………………. 25
4. Effet des condensateurs …………………………………………… 25
4.1. Constitution ……………………………………..……………. 25
4.2. Capacité d’un condensateur plan ..……………..…………. 26
4.3. Types de condensateurs …………………………..…………. 26
4.4. Groupement de condensateurs ……………………………….. 26
4.4.1. Groupement en série ………………………………………. 26
4.4.2. Groupement en parallèle …………………………………. 27
4.5. Réactance capacitive …………………………………….. 27
4.6. Déphasage entre le courant et la tension ………………… 28
5. Lois de l’électromagnétisme ……………………………………… 28
5.1. Champ magnétique créé par un courant électrique ………. 28
5.1.1. Forme et sens du champ ………...……………..…………. 29
5.1.2. Densité du flux ……….…………………………..…………. 30
5.1.3. Force magnétomotrice (f.m.m.) …………………………….. 30
5.1.4. Champ magnétique d’une bobine longue …………………. 30

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travaux pratiques
Module 9 – ANALYSE DE CIRCUITS A COURANT ALTERNATIF
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5.2. Force électromagnétique …..…………………………………. 31
5.3. Induction électromagnétique ..……………………………….. 32
5.3.1. Loi de Lenz ………………………………….………………… 32
5.3.2. Tension induite dans un conducteur ………………………. 32
6. Caractéristiques des transformateurs ……………………………… 34
6.1. Structure élémentaire d’un transformateur …………………. 34
6.2. Rapport de transformation ………...……………..…………. 35
6.3. Polarité de transformateur ………………………..…………. 36
6.4. Problème d’isolement ………….…………………………….. 37
6.5. Autotransformateur ………………………..…………………. 37
7. Caractéristiques des circuits à courant alternatif ………………… 38
7.1. Représentation vectorielle des grandeurs sinusoïdales …. 40
7.2. Diagramme vectoriel d’un circuit à courant alternatif ………. 42
7.2.1. Circuit R-L-C série ……. ………………………..…………. 43
7.2.2. Circuit R-L-C parallèle …….…………………………….. 45
7.3. Calcul des valeurs aux différents points d’un circuit à courant
alternatif ……….………………………..………………….
48
7.3.1. Circuit R-L-C série ……………………………………….. 48
7.3.2. Circuit R-L-C parallèle …………………………………….. 50
8. Puissance …………………………………………………………… 53
8.1. Calcul de la puissance active …………………………..…. 53
8.2. Calcul de la puissance réactive …………………..………. 54
8.3. Puissance apparente …. ………………………..…………. 55
8.4. Facteur de puissance …..…….…………………………….. 55
9. Caractéristiques des circuits en résonance ……………………… 56
9.1. Résonance série …………………………………………..…. 56
9.1.1. Caractéristiques de la résonance série …………………. 57
9.1.2. Courbes de la résonance série ………………..…………. 58
9.1.3. Facteur de qualité du circuit Q .…………………………….. 58
9.2. Résonance parallèle ………………………………………..…. 59
9.2.1. Caractéristiques de la résonance parallèle …………………. 60
9.2.2. Courbes de la résonance parallèle………………..…………. 61
10. Vérification de l'état des composants d'un circuit à courant
alternatif ……………………………………………………………… 61
10.1. Multimètre analogique ……………………………………..…. 62
10.1.1. Présentation ………….……………………………………. 62
10.1.2. Utilisation comme ohmmètre ….………………..…………. 62
10.2. Utilisation d’un ohmmètre …………………………………..…. 62

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travaux pratiques
Module 9 – ANALYSE DE CIRCUITS A COURANT ALTERNATIF
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10.2.1. Ohmmètre série ……………………………………………. 62
10.2.2. Ohmmètre parallèle (dérivation) ………………..…………. 63
10.3. Utilisation d’un mégohmmètre ………………………………… 64
10.4. Vérification des composants …………………………………. 64
10.4.1. Vérification des résistances…………………………………. 64
10.4.2. Vérification des bobines ….…………………………………. 65
10.4.3. Vérification des condensateurs ……………………………. 65
10.4.4. Vérification des transformateurs ………………………….. 66
11. Mesures dans un circuit à courant alternatif …………………… 66
11.1. Instruments de mesure à courant alternatif ……………..…. 66
11.1.1. Ampèremètres et voltmètres magnétoélectriques ………. 66
11.1.2. Ampèremètres et voltmètres ferromagnétiques..…………. 67
11.1.3. Ampèremètres et voltmètres électrodynamiques ……….. 68
11.2. Interprétation des lectures des instruments de mesure à
courant alternatif …………….…………………………………..…. 69
11.2.1. Echelle ………………………………………………………. 69
11.2.2. Gammes (Calibres) …………..………………..…………. 69
11.2.3. Interprétation des lectures des appareils de mesure …….. 70
11.3. Prise de mesures ……………………………………………… 71
11.3.1. Montage ……………………………………………………… 71
11.3.1.1. Utilisation sécuritaire des outils ……………………….. 71
11.3.1.2. Dénudation des fils ……………………………………. 72
11.3.1.3. Coupage des fils nus ……………………………………. 74
11.3.2. Branchement des instruments …………………………… 74
11.3.3. Mesure des valeurs aux différents points d’un circuit …… 74
11.3.3.1. Mesure des courants alternatifs ………………………… 75
11.3.3.2. Mesure des tensions alternatives ……………………… 76
11.4. Erreurs de mesure ………..…………………………………. 77
11.4.1. Définition des erreurs ………………………………………. 77
11.4.2. Types d’erreurs ………….…………………………………. 78
11.4.3. Caractéristiques métrologiques des appareils de mesure. 78
Guide des travaux pratiques 81
I. TP1 – Explication de la production d’une onde sinusoïdale …… 82
I.1. Objectifs visés ……………………………………..……………. 82
I.2. Durée du TP …………………………………………..…………. 82
I.3. Matériel (Equipement et matière d’œuvre) par équipe ………. 82
I.4. Description du TP …………………..……………………………. 82
I.5. Déroulement du TP …………..…………………………………. 82
II. TP2 – Définition des termes associés ……………………………… 85