CHAPITRE 4
Fondamentaux de l'électrotechnique
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CHAPITRE 4 Fondamentaux de l'électrotechnique |
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Les fondamentaux de l'électricité Taille 1,5 Mo - 122 pages |
| Conducteurs - Isolants - Dipôles - Quadripôles - Lois générales - Puissance - Triphasé - Harmoniques |
| 4.1. Introduction à l’électrotechnique |
| 4.1. Introduction à l’électrotechnique |
| 4.1.1. Définitions |
| 4.1.1.1. Généralités sur les signaux |
| => Temps continu |
| => Temps discret |
| => Valeurs continues et valeurs discrètes |
| 4.1.1.2. Période, fréquence |
| 4.2. Les conducteurs |
| 4.2.1. Caractérisation des conducteurs |
| 4.2.1.1. Conductivité |
| 4.2.1.2. Classification des matériaux en électricité |
| 4.2.1.3. Nature de la conduction en électricité |
| 4.2.1.4. Résistance et résistivité |
| 4.2.1.5. Résistivité et température |
| 4.2.2. Les conducteurs métalliques |
| 4.2.2.1. Cuivre et alliage de cuivre |
| 4.2.2.2. Aluminium et alliage d’aluminium |
| 4.2.3. Les fils conducteurs |
| 4.2.3.1. Les fils de bobinage |
| 4.2.3.2. Les câbles isolés |
| 4.2.3.3. Les lignes aériennes |
| 4.2.4. Les contacts |
| 4.2.4.1. Les contacts permanents |
| 4.2.4.2. Les contacts démontables |
| 4.2.4.3. Les contacts mobiles |
| 4.2.5. Les conducteurs spéciaux |
| 4.2.5.1. Les résistances non ohmiques |
| 4.2.5.2. Les thermocouples |
| 4.2.5.3. Les fusibles |
| 4.2.5.4. Les supraconducteurs |
| 4.3. Les isolants |
| 4.3.1. Définition |
| 4.3.2. Caractéristiques diélectriques des isolants |
| 4.3.2.1. La permittivité relative |
| 4.3.2.2. La rigidité diélectrique |
| 4.3.2.3. L’angle de perte diélectrique et le facteur de dissipation diélectrique |
| 4.3.2.4. Le calcul du champ électrique dans un isolant |
| 4.3.2.5. La résistance à l’arc |
| 4.3.2.6. L’influence de la température sur les isolants |
| 4.3.3. Les matériaux isolants |
| 4.3.3.1. Les types d’isolants utilisés dans l’industrie électrique |
| 4.3.3.2. Les isolants solides |
| 4.3.3.3. Les isolants liquides |
| 4.3.3.4. Les isolants gazeux |
| 4.4. Le circuit électrique |
| 4.4.1. Généralités |
| 4.4.2. Courant, tension, puissance |
| 4.4.2.1. Courant électrique |
| 4.4.2.2. Différence de potentiel |
| 4.4.2.3. Energie, puissance |
| 4.4.3. Les dipôles |
| 4.4.3.1. Définition |
| 4.4.3.2. Classification |
| 4.4.3.3. Conventions de signe |
| => Convention générateur |
| => Convention récepteur |
| 4.4.3.4. Caractéristique statique |
| => Définition |
| => Quadrants de fonctionnement |
| 4.4.4. Les principaux dipôles électriques |
| 4.4.4.1. Le générateur de tension parfait |
| 4.4.4.2. Le générateur de courant parfait |
| 4.4.4.3. Les générateurs réels |
| 4.4.4.4. La résistance |
| 4.4.4.5. La bobine |
| 4.4.4.6. Le condensateur |
| 4.4.5. Les quadripôles |
| 4.4.5.1. Définition |
| 4.4.5.2. Introduction des paramètres hybrides |
| 4.4.5.3. Schéma équivalent |
| 4.5. Lois générales |
| 4.5.1. Lois de Kirchhoff |
| 4.5.1.1. Définition, vocabulaire |
| 4.5.1.2. Loi des nœuds |
| 4.5.1.3. Loi des mailles |
| 4.5.2. Théorème de superposition |
| 4.5.3. Théorème de Thévenin |
| 4.5.4. Théorème de Norton |
| 4.6. Les circuits électriques en régime permanent sinusoïdal |
| 4.6.1. Caractérisation des signaux |
| 4.6.1.1. Signal périodique |
| 4.6.1.2. Valeurs instantanées |
| => Courant et tension |
| => Puissance |
| 4.6.1.3. Valeurs moyennes |
| => Courant et tension |
| => Puissance |
| => Interprétation graphique |
| 4.6.1.4. Valeurs efficaces |
| => Courant et tension |
| => Facteur de forme |
| => Puissance |
| 4.6.1.5. Valeurs crêtes |
| 4.6.2. Le signal sinusoïdal |
| 4.6.2.1. Représentation temporelle |
| 4.6.2.2. Représentation vectorielle |
| 4.6.3. Impédance et admittance |
| 4.6.3.1. Définitions |
| => Impédance |
| => Admittance |
| => Résistance |
| => Réactance |
| 4.6.3.2. Impédances complexes des dipôles élémentaires |
| => Impédance de la résistance |
| => Impédance de l’inductance |
| => Impédance du condensateur |
| 4.7. Puissance et facteur de puissance |
| 4.7.1. Puissance instantanée en régime sinusoïdal monophasé |
| 4.7.1.1. Définition |
| 4.7.2. Puissance active |
| 4.7.2.1. Définition |
| 4.7.3. Puissance réactive |
| 4.7.3.1. Définition |
| 4.7.4. Puissance apparente |
| 4.7.4.1. Définition |
| 4.7.5. Puissance dans un circuit élémentaire |
| 4.7.5.1. Résistance pure |
| 4.7.5.2. Inductance pure |
| 4.7.5.3. Capacité pure |
| 4.7.6. Aspect énergétique |
| 4.7.6.1. Puissance complexe |
| 4.7.6.2. Facteur de puissance |
| 4.7.6.3. Théorème de Boucherot |
| 4.8. Les circuits électriques triphasés |
| 4.8.1. Introduction |
| 4.8.2. Réseau triphasé symétrique |
| 4.8.2.1. Définition |
| 4.8.2.2. Caractérisation des tensions délivrées |
| => Les tensions simples |
| => Les tensions composées |
| 4.8.2.3. Représentations graphiques des tensions |
| 4.8.2.4. Connexion d’une charge |
| => Couplage étoile |
| => Couplage triangle |
| 4.8.3. Réseau triphasé non symétrique |
| 4.8.3.1. Définition |
| 4.8.3.2. Influence du déséquilibre |
| => Détermination du courant de neutre |
| => Détermination du potentiel de neutre |
| 4.8.4. Puissance en triphasé |
| 4.8.4.1. Charge triphasée déséquilibrée (ou quelconque) |
| 4.8.4.2. Charge triphasée équilibrée |
| 4.8.4.3. Le triangle des puissances |
| 4.8.4.4. Théorème de Boucherot |
| 4.8.4.5. Relèvement du facteur de puissance |
| 4.9. Les circuits électriques en régime non sinusoïdal |
| 4.9.1. Notion de charges |
| 4.9.1.1. Charge linéaire |
| 4.9.1.2. Charge non linéaire |
| 4.9.2. Caractérisation des grandeurs alternatives non sinusoïdales |
| 4.9.2.1. Décomposition harmonique d’une fonction périodique |
| 4.9.3. Définition des grandeurs harmoniques |
| 4.9.3.1. Valeur efficace d’une grandeur alternative non sinusoïdale |
| 4.9.3.2. Taux d’harmonique |
| 4.9.3.2. Taux de distorsion |
| 4.9.3.4. Spectre de fréquence |
| 4.9.3.5. Le facteur de crête |
| 4.9.4. Puissance en présence d’harmoniques |
| 4.9.4.1. Définition |
| => Valeur efficace de la tension |
| => Valeur efficace du courant |
| 4.9.4.2. Facteur de puissance et facteur de déphasage |
| 4.9.5. Les inter et infra harmoniques |
| 4.9.5.1. Les inter harmoniques |
| 4.9.5.2. Les infra harmoniques |
| 4.9.6. Rôle de l’impédance de la source |
| 4.9.6.1. Distorsion en tension |
| 4.9.7. Les effets des harmoniques sur l’appareillage |
| 4.9.7.1. Les effets instantanés |
| => La perturbation des systèmes électroniques |
| => Les bruits et vibrations |
| => Les perturbations induites |
| => Les différences de potentiel entre masses |
| 4.9.7.2. Les effets à terme |
| => Echauffement des condensateurs |
| => Echauffement dû aux pertes supplémentaires des machines et des transformateurs |
| => Echauffement des câbles et des équipements |
| 4.9.7.3. Tableau récapitulatif des effets harmoniques sur l’appareillage |
| 4.9.8. Quelques remèdes contre la pollution harmonique |
| 4.9.9. Normalisation et réglementation |
| 4.9.9.1. Définition des niveaux de perturbation |
| 4.9.9.2. Normalisation |
| => Niveaux de compatibilité |
| => Niveaux d’émission |
| 4.9.9.3. Qualité de l’électricité |
| Annexes (30 pages) |
| A4.1. Le code des couleurs appliqué aux résistances |
| A4.1.1. Normalisation des valeurs |
| A4.1.2. Principales séries normalisées |
| A4.1.3. Code des couleurs |
| A4.1.4. Exemples de marquages |
| A4.1.5. Tableau récapitulatif |
| A4.2. Les codes d'identification et de marquage des condensateurs |
| A4.2.1. Introduction |
| A4.2.2. Normalisation des valeurs |
| A4.2.3. Marquage des condensateurs polarisés |
| A4.2.4. Marquage alphanumérique des condensateurs céramiques et polyester |
| A4.2.5. Codage par code de couleurs des condensateurs céramiques et polyester |
| A4.2.6. Codage alphanumérique IEC des condensateurs céramiques |
| A4.2.7. Codage alphanumérique des condensateurs céramiques et polyester d'origine japonaise |
| A4.2.8. Codage mixte littéral des condensateurs céramiques |
| A4.2.9. Codage mixte littéral des condensateurs au polystyrène |
| A4.2.10. Codage américain des condensateurs céramiques |
| A4.3. Propriétés et usages des matériaux de l’électrotechnique |
| A4.3.1. Caractéristiques des métaux conducteurs |
| A4.3.2. Caractéristiques des alliages métalliques conducteurs |
| A4.3.3. Classification en fonction de l’état physique |
| A4.3.4. Guide de choix des matériaux doux |
| A4.3.5. Guide de choix des matériaux durs |
| A4.4. Les lignes aériennes |
| A4.4.1. Constitution et géométrie |
| A4.4.2. Conditions d’établissement d’une ligne aérienne |
| A4.4.3. Dimensionnement des conducteurs |
| A4.4.4. Constitution et géométrie |
| A4.5. Les supraconducteurs |
| A4.5.1. Principe |
| A4.5.2. Interprétation graphique |
