Chapitre 3 : Transport et distribution de l'énergie électrique

1. Le régime alternatif

1. Définition

Une tension peut être :

• Continue, si elle reste constante au cour du temps
• Variable, si elle n'est pas constante au cour du temps
• Alternative, si elle varie alternativement entre des valeurs positives et négatives de façon symétrique
• Périodique, si les valeurs prises se répètent à intervalle de temps régulier
• Sinusoïdale, si les valeurs prises au cours du temps forme une sinusoïde

2. Grandeur associé à une tension périodique

La période noté T, est la durée la plus courte au cour de laquelle le signal se répètent de façon identique. Elle s'exprime en seconde.

La fréquence noté f, correspond aux nombre de répétition du signal périodique en 1 seconde. Elle s'exprime en Hz.

f = 1 / T	f en Hz
	T en s

L'amplitude ou la tension max, noté Umax est la valeur maximale atteinte par la tension au cour du temps.

La tension efficace Ueff correspond à la tension qui produirait le même échauffement d'une résistance par effet Joule d'une tension continue. Elle se mesure avec un voltmètre en mode A/C.

Ueff = Umax / √2	Ueff en V
	Umax en V

En Europe le transport de l'énergie électrique se fait à l'aide de tension et de courant alternatifs sinusoïdaux de fréquence 50 Hz.

2. Transport de l’énergie électrique

En raison de la résistance des câbles, une partie de l'énergie est dissipé par effet Joule : Ce sont les pertes en ligne.

PJ = R*I²	PJ en W
	R en Ω
	I en A

Pour diminuer ces pertes il existes deux solutions :

• Diminuer la résistance des câbles en utilisant un alliage d'aluminium
• Diminuer l'intensité en augmentant la tension tout en transportant la même puissance car P = U*I

Le transport se fait sous haute tension.

3. Le transformateur :

Un transformateur est constitué d'un circuit magnétique (noyau de fer) et de deux bobines :

• La primaire constitué de N₁ Spires et alimenté sous tension sinusoïdale de valeur efficace U₁.
• La secondaire constitué de N₂ Spires et alimenté sous une tension sinusoïdale de valeur efficace U₂.

Le rapport de transformation est définie par :

m = N2 / N1 = U2 / U1

• Si N₁ < N₂ alors m > 1 et U₂ > U₁, le transformateur est dit élévateur.
• Si N₁ > N₂ alors m < 1 et U₂ < U₁, le transformateur est dit abaisseur.
  
  
  

  4. Les dangers de l'électricité

  
  

  1. Les risques d'accidents électrique

  
  

  Le corps humain est conducteur d'électricité, il peut s'électrisé par :

  • contact direct, la phase et le neutre ou la phase et le Terre d'une prise électrique
  • contact indirect, avec des partie mise accidentellement sous tension

  
  

  Lorsque cette électrisation entraine la mort, il y a électrocution. Le choc électrique dépend de :

  • l'intensité du courant
  • la résistance du corps humain
  • la durée d'exposition

  
  

  2. La sécurité des personnes

  
  

  Les carcasses métalliques des appareils sont reliées à la Terre par un conducteur de protection : la prise de Terre. Lorsqu'un appareil à un défaut d'isolement un courant de fuite circule vers la Terre.

  
  

  Le disjoncteur différentiel est un coup-circuit qui, associé à une prise de Terre, protège les personnes en détectant un courant de fuite.

  
  

  3. La sécurité des équipement

  
  

  Dans le cas de surintensité, provoqué par des cours-circuits ou des surcharge, l'échauffement des conducteur peu provoqué un incendie.

  
  

  Les principaux dispositifs de protection sont :

  • le fusible : constitué d'une partie conductrice, qui fond et ouvre le circuit en cas de surintensité (usage unique)
  • le disjoncteur : coupe-circuit réarmable