CHAPITRE 11: ETUDE DE LA TENSION DU SECTEUR

I. CARACTERISTIQUES DE LA TENSION DU SECTEUR1. IntroductionNous savons maintenant dterminer les caractristiques de n'importe quelle tension alternative et priodique(caractristiques: tension maximale, priode, frquence). Appliquons ce que nous avons appris la tension du secteur.

2. DfinitionTension du secteur: C'est la tension qui existe entre les bornes d'une prise de courant lectrique dans une installation domestique.

3. Mesures l'oscilloscopeLa tension du secteur est trop leve pour tre analyse directement avec un oscilloscope. On utilise donc au pralable un transformateur qui abaisse la tension du secteur afin de pouvoir tre visualise avec un oscilloscope.Voici l'oscillogramme de la tension du secteur abaisse.La sensiblit horizontale est S

X = 5ms/DIV:

On mesure la largeur du motif lmentaire X:X = 4 divisions

On calcule la priode T: T = 4 * 5 = 20 msOn calcule la frquence F: F = 1 / 0,020 = 50 Hz

4. ConclusionLa tension du secteur est sinusoidale et sa frquence est gale 50 Hertz.

---> Faire Ex 2 p.169

II. VALEUR EFFICACE DE LA TENSION DU SECTEUR

L'appareil photographi ci-contre est un multimtre. Suivant la position du slecteur(gros bouton rond au centre), il se comporte comme un voltmtre, un ampremtre ou un ohmmtre. Il faut aussi choisir le mode de mesure:- le mode alternatif (not ~ ou AC)si la tension mesure est alternative.- le mode continue (not = ou DC)si la tansion mesure est continue.

En mode alternatif (~ ou AC), le voltmtre mesure une tension appele tension efficace note U

eff .

En mode continue (= ou DC), le voltmtre mesure une tension appele tension instantane note U.

Les mesures indiquent que:La tension efficace du secteur (note U

eff) est gale 230 V.

---> Faire Ex 4, 7 p.169/170

III. RELATION ENTRE TENSION EFFICACE ET TENSION MAXIMALE (dans le cas d'une tension sinusoidale).Rappel: La tension efficace se mesure avec un voltmtre en mode alternatif (~ ou AC) tandis que la tension maximale peut se mesurer avec un oscilloscope.

On ralise le circuit ci-dessous

On effectue deux sries de mesures:- 1re srie: on rgle le gnrateur pour qu'il dlivre une tension sinusoidale de tension maximale gale 9V- 2me srie: on rgle le gnrateur pour qu'il dlivre une tension sinusoidale de tension maximale gale 18VOn obtient les rsultats suivants:

1re srie 2me srieU

max ( l'oscilloscope) 9 V 18 V

Ueff

(au voltmtre) 6,40 V 12,8 Vcalcul de U

max / U

eff1,41 1,41

calcul de 2 1,41 1,41

La tension efficace Ueff

et la tension maximale Umax

sont relies par la formule suivante:

Umax

/ Ueff

= 2

---> Faire Ex 9, 10, 14 p.170

Remarque: intrt de mesurer Ueff

:

Supposons que l'on veuille chauffer une pice avec un chauffage lectrique.Pour alimenter ce chauffage, on a le choix entre deux tensions, une tension continue et une tension variable. Supposons que l'on alimente le chauffage avec une tension continue gale 100 V. Cela veut dire que le chauffage chauffe constamment de la mme manire puisque la tension a constamment la mme valeur gale 100 V.Supposons maintenant que l'on alimente le chauffage avec une tension sinusoidale(donc variable). Cela veut dire qu' certains moments le chauffage chauffe au maximum(lorsque la tension est maximale ou minimale) et qu' certains autres moments le chauffage ne chauffe pas(car la tension est alors nulle). Si on veut que le chauffage chauffe autant la pice dans les deux cas, il faut bien trouver la tension maximale appliquer dans le cas o celle-ci est sinusoidale et qui permet de chauffer autant que dans le cas o la tension est continue. Un calcul trs compliqu montre que la tension maximale qui permet d'avoir un chauffage quivalent doit tre gale 100 * 2 = 141,4 V

Il faut bien faire la distinction entre:- tension instantane- tension maximale- tension efficace

IV. TENSION NOMINALETension nominale: C'est la tension dont a besoin l'appareil pour fonctionner correctement. Celle-ci est inscrite sur les appareils lectriques rcepteurs (lampe, moteur, perceuse, ...).Si les appareils doivent tre aliments par une tension alternative, alors la tension nominale doit tre gale la tension efficace du gnrateur.(et non la valeur maximale)

La tension nominale des appareils devant fonctionner avec la tension du secteur est gale 230 V.

---> Faire Ex 6 p.169