Montage N° 26
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Montage N° 26 Distribution du courant électrique, sécurité des personnes et des matériels. Introduction Le réseau français de production de l’énergie électrique comporte: - les centrales hydrauliques - les centrales thermiques - Les centrales thermiques nucléaires. L’EDF achemine l’énergie électrique des centrales de productions vers les usagers grâce à un réseau de transport THT (Très Haute Tension) et HT (Haute Tension) et à un réseau de distribution MT (Moyenne Tension) et BT (Basse Tension) 1 Transport de l’énergie électrique et distribution à l’usager. Pour diminuer les pertes par effet joule dans les lignes, l’énergie électrique est transportées à grande distance sous haute tension. expériences illustrant ceci: 1 ère expérience: L’ampoule brille 2 ème expérience On rajoute une résistance qui symbolise la résistance des lignes électriques: Rligne Les pertes par effet joules sont trop importantes, l’ampoule ne brille pas. 3 ème expérience L’ampoule brille à nouveaux. En augmentant la tension de la ligne, on a diminué les pertes. Distribution du courant En se rapprochant des lieux d’utilisation, la tension est progressivement abaissée par des transformateurs. Présentation du réseau triphasé 2 Distinction entre phase, neutre, terre. Etude d’une prise secteur monophasé 220 V 3 Protection des installations électriques contre les surintensités 3-1 Fusibles 3-2 Disjoncteur thermique le bilame: il est constitué de deux lames de matéraiux différents. Un courant d’intensité importante provoque une élévation de température. Les deux matériaux n’ayant pas le même coefficient de dilatation, le bilame se tort et le courant ne passe plus. Le bilame se refroidit donc et reprend sa position initiale dans lequel le courant passe de nouveau. (c’est le principe des fer à repasser). Le bimame est par contre assez lent à réagir et c’est là un inconvénient pour la protection du matériel et des peronnes. 3-3 Disjoncteur Magnétique Ces trois expériences sont décrites dans le fascicule de Travaux Pratiques de Physiques ISBN: 2 - 9511339-0-1 Université Bordeaux 1 Préparation CAPES de Physique et Chimie 40 Rue Lamartine 33400 Talence 4 Sécurité des personnes, protection contre les risques d’électrisation 4-1 Utilisation de la maquette proton pour mettre en évidence les différentes façon de s’électrocuter. 1 ère situation: Electrocution entre phase et terre. Par exemple en réparant un éclairage défectueux sans débrancher. 2 ème situation: Electrocution entre phase et neutre. l’expérimentateur débranche un prolongateur avec les deux mains. 3 ème situation: Contact accidentel du fil de phase avec la carcasse de l’appareil ménager (masse). * s’il y a contact accidentel du fil de phase avec la carcasse de l’appareil: électrocution * si la masse de la carcasse est reliée à la terre, le courant qui traverse l’expérimentateur est moindre. 4-2 Protection contre les risques d’électrisation en utilisant un disjoncteur différentiel. Utilisation de la maquette proton et/ou d’un montage de principe d’un disjoncteur différentiel. remarque diverses: La masse d’un appareil correspond à son boitier, c’est le potentiel de référence pour les circuits. Bien souvent on relie la masse à la terre qui est le potentiel zéro. Pour certain montage, il peut être interressant de ne pas relié le montage à la terre. On a ainsi une masse flotante. Pour différencier phase, neutre et terre. Il faut prendre une vraie terre (c’est à dire par exemple un tuyau enterré très profondément) et mesuré des différences de potentiel par rapport à cette vraie terre. Avec la terre du câble EDF ddp = 0 Avec le neutre ddp = quelques volt Avec la phase ddp = 220 V EDF relie le neutre à la terre pour des raisons techniques de transport du courant. Les problèmes de foudre et de charge électrostatique sont parmi ces problèmes. C’est à cause de ceci que l’on est obligé d’avoir une protection par disjoncteur différentiel. EDF utilise du triphasé afin d’économiser sur le câble. En effet en monophasé, il faudrait un câble pour la phase et un câble pour le neutre (retour du courant). Avec le réseau triphasé, on a quatre câble (trois phases et un neutre). Donc un seul câble de retour pour trois câbles amenant le courant, donc une économie de deux câbles. ceci n’est possible que grâce au déphasage. En effet le courant circulant dans le câble du neutre est égal à la somme des courants circulant dans les trois autres câbles, à priori, quelque chose d’important. Mais grâce au déphasage (de /3), le courant circulant dans le neutre n’est pas plus important que celui circulant dans les câbles de phase.
