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Cours électronique analyse de circuits a courant alternatif avec TP, tutoriel & guide de travaux pratiques en pdf.
Présentation du Module
RESUME THEORIQUE
1. PRODUCTION D’UNE ONDE SINUSOÏDALE
1.1. Induction électromagnétique
1.2. Alternateur élémentaire
2. TERMES ASSOCIES AU COURANT ALTERNATIF
2.1. Types de courants alternatifs
2.2. Caractéristiques d’un courant alternatif sinusoïdal
2.3. Déphasage
2.4. Caractéristiques d’une onde sinusoïdale
3. EFFET DES INDUCTANCES
3.1. Inductance d’une bobine
3.2. Inductance mutuelle
3.3. Réactance inductive
3.4. Déphasage entre le courant et la tension
3.5. Groupements d’inductances
3.5.1. Groupement en série
3.5.2. Groupement en parallèle
4. EFFET DES CONDENSATEURS
4.1. Constitution
4.2. Capacité d’un condensateur plan
4.3. Types de condensateurs
4.4. Groupements de condensateurs
4.4.1. Groupement en série
4.4.2. Groupement en parallèle
4.5. Réactance capacitive
4.6. Déphasage entre courant et tension
5. LOIS DE ELECTROMAGNETISME
5.1. Champ magnétique créé par un courant électrique
5.1.1. Forme et sens du champ
5.1.2. Densité du flux
5.1.3. Force magnétomotrice (f.m.m.)
5.1.4. Champ magnétique d’une bobine longue
5.2. Force électromagnétique
5.3. Induction électromagnétique
5.3.1. Loi de Lenz
5.3.2. Tension induite dans un conducteur
6. CARACTERISTIQUES DES TRANSFORMATEURS
6.1. Structure élémentaire du transformateur
6.2. Rapport de transformation
6.3. Polarité de transformateur
6.4. Problèmes d’isolement
6.5. Autotransformateur
7. CARACTERISTIQUES DES CIRCUITS A COURANT ALTERNATIF
7.1. Représentation vectorielle des grandeurs sinusoïdales
7.2. Diagramme vectoriel d’un circuit à courant alternatif
7.2.1. Circuit R – L – C série
7.2.2. Circuit R – L – C parallèle
7.3. Calcul des valeurs aux différents points d’un circuit à courant alternatif
7.3.1. Circuit R – L – C série
7.3.2. Circuit R – L – C parallèle
8. PUISSANCE
8.1. Calcul de la puissance active
8.2. Calcul de la puissance réactive
8.3. Puissance apparente
8.4. Facteur de puissance
9. CARACTERISTIQUES DES CIRCUITS EN RESONANCE
9.1. Résonance série
9.1.1. Caractéristiques de la résonance série
9.1.2. Courbes de la résonance série.
9.1.3. Facteur de qualité du circuit Q
9.2. Résonance parallèle
9.2.1. Caractéristiques de la résonance parallèle
9.2.2. Courbes de la résonance parallèle
10. CIRCUITS TRIPHASES
10.1. Système triphasé
10.1.1. Systèmes mono et polyphasés
10.1.2. Alternateur triphasé
10.1.3. Système direct et système inverse
10.1.4. Propriétés du système monté en « Etoile »
10.1.5. Charges montées en « Etoile »
10.1.6. Charges montées en « Triangle »
10.2. Puissance en régime triphasé
10.2.1. Puissance en régime triphasé quelconque
10.2.2. Puissance en régime triphasé équilibré
11. VERIFICATION DE L’ETAT DES COMPOSANTS D’UN CIRCUIT A COURANT ALTERNATIF
11.1. Multimètre analogique
11.1.1. Présentation
11.1.2. Utilisation comme ohmmètre
11.2. Ohmmètre
11.2.1. Ohmmètre série
11.2.2. Ohmmètre parallèle (dérivation)
11.3. Mégohmmètre
11.4. Vérification des composants
11.4.1. Vérification des résistances
11.4.2. Vérification des bobines
11.4.3. Vérification des condensateurs
11.4.4. Vérification des transformateurs
12. MESURES DANS UN CIRCUIT A COURANT ALTERNATIF
12.1. Instruments de mesure en courant alternatif
12.1.1. Ampèremètres et voltmètres magnétoélectriques
12.1.2. Ampèremètres et voltmètres ferromagnétiques
12.1.3. Ampèremètres et voltmètres électrodynamiques
12.2. Interprétation des lectures des instruments de mesure à courant alternatif
12.2.1. Echelle
12.2.2. Gammes (Calibres)
12.2.3. Interprétation des lectures des appareils de mesure
12.3. Mesures en courant alternatif
12.3.1. Branchement des appareils de mesure
12.3.2. Mesure des valeurs aux différents points d’un circuit
12.3.3. Mesure des courants alternatifs
12.3.4. Mesure des tensions alternatives
12.4. Erreurs de mesure
12.4.1. Définition des erreurs
12.4.2. Types d’erreurs
12.4.3. Caractéristiques métrologiques des appareils de mesure
TP1 – Définition des termes associés au courant alternatif
TP 2 – Description des effets des inductances dans un circuit à courant alternatif
TP3 – Description des effets des condensateurs dans un circuit à courant alternatif
TP4 – Calcul des valeurs d’une onde sinusoïdale
TP5 – Schéma d’un circuit
TP6 – Diagrammes vectoriels
TP7 – Mesure des valeurs aux différents points d’un circuit
TP8 – Justification des résultats de mesure
TP9 – Définition des termes : puissance active, puissance réactive, puissance apparente et facteur de puissance
TP10 – Mesure de la puissance active et du facteur de puissance dans des circuits mono et triphasé
TP11 – Description des caractéristiques des transformateurs
EVALUATION DE FIN DE MODULE
Liste des références bibliographiques
PRODUCTION D’UNE ONDE SINUSOÏDALE
Induction électromagnétique
Le phénomène de l’induction électromagnétique est à la base du fonctionnement d’un grand nombre d’appareils électrique parmi lesquels on peut citer comme les plus importants : les transformateurs et les moteurs à courant alternatif. Ce phénomène fut découvert par Michel Faraday en 1831. La loi de l’induction électromagnétique énonce que :
a) Si le flux magnétique varié avec le temps à l’intérieur d’une spire (voire circuit électrique) une tension appelée force électromotrice est induite entre ses bornes.
b) La valeur de cette tension induite est proportionnelle au taux de variation du flux.
Alternateur élémentaire
Considérons un aimant permanent N – S tournant autour d’un axe à l’intérieur d’un anneau de fer F fixe (fig. 1 – 1).
Une spire métallique en forme de cadre ouverte est logée à l’intérieur de l’anneau. L’axe de la spire est celui de l’aimant permanent tournant. Lorsque l’aimant tourne avec une vitesse uniforme, soit 1 tour/s, le flux magnétique dans la spire varie et conformément au phénomène de l’induction électromagnétique il y induit une force électromotrice.
TERMES ASSOCIES AU COURANT ALTERNATIF
Dans le chapitre précédent on a étudié la production d’une tension induite sinusoïdale dans un alternateur élémentaire et on l’a représenté dans un système de référence en fonction de temps. Dans les circuits électriques alimentés avec des tensions alternatives circulent des courant alternatifs. Une large gamme de récepteurs utilise le courant alternatif, c’est pourquoi l’étude des grandeurs alternatives s’avère de grande importance pour l’électricien.
Types de courants alternatifs
Ce sont des courants qui changent de sens dans le temps. Les courants alternatifs les plus connus sont (fig. 2 – 1) :
a) Sinusoïdaux (se sont les plus utilisés);
b) Carrés;
c) En dent de scie.
Caractéristiques d’un courant alternatif sinusoïdal
La période représente la durée minimum après laquelle une grandeur alternative reprend les mêmes valeurs. La période est exprimée en seconde et on la symbolise par T.
La fréquence représente le nombre de périodes par seconde. On désigne la fréquence par f et on l’exprime en hertz (Hz).
La relation entre la période et la fréquence d’un courant alternatif ou n’importe quel autre signal alternatif est :
Déphasage
Lorsqu’on a deux grandeurs alternatives sinusoïdales de même fréquence on peut mettre en évidence le décalage entre les deux ondes qui les représentent. Ce décalage est appelé le déphasage.
Le déphasage entre deux grandeurs sinusoïdales peut être identifié facilement lorsqu’on représente les deux grandeurs sur le même système de référence.
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