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Département de Génie Électrique Master 1 : Électrotechnique Industrielle 1 Dr.

Département de Génie Électrique Master 1 : Électrotechnique Industrielle 1 Dr. MILOUDI Mohamed Électricité Industrielle TRAVAUX DIRIGES N° 01 Exercice N° 1 : Donner l'expression : - de la puissance active consommée par la résistance. - de la puissance réactive consommée par la bobine. En déduire l'expression : - de la puissance apparente du circuit - du facteur de puissance du circuit - Calculer u et le déphasage de u par rapport à i. Exercice N° 2 : L’emballage d’une ampoule « basse consommation » indique : 230 V ; 50Hz ; 150 mA ; 20W ; 1200 lumen. 1- Calculer le facteur de puissance de l’ampoule. 2- L’ampoule peut fonctionner pendant 6 ans à raison de 3 heures par jour. Calculer l’énergie électrique (en kWh) consommée. 3- Une ampoule classique de 100 W donne le même flux lumineux qu’une ampoule basse consommation de 20 W. Calculer l’économie d’énergie (en euros) que procure l’utilisation d’une ampoule basse consommation. Le tarif du kWh électrique est actuellement de 10 centimes d’euro. Exercice N° 3 : Une installation électrique monophasée 230 V / 50 Hz comporte : - dix ampoules de 75 W chacune ; - un radiateur électrique de 1,875 kW ; - trois moteurs électriques identiques absorbant chacun une puissance de 1,5 kW avec un facteur de puissance de 0,80. Ces différents appareils fonctionnent simultanément. 1- Quelle est la puissance active consommée par les ampoules ? 2- Quelle est la puissance réactive consommée par un moteur ? 3- Quelles sont les puissances active et réactive consommées par l’installation ? 4- Quel est son facteur de puissance ? 5- Quelle est l’intensité efficace du courant dans le câble de ligne ? On ajoute un condensateur en parallèle avec l’installation. 6- Quelle doit être la capacité du condensateur pour relever le facteur de puissance à 0,93 ? 7- Quel est l’intérêt ? Exercice N° 4 : 1- Déterminer l’impédance complexe Z du circuit. 2- En déduire la réactance X du circuit. 3- Exprimer P, Q et S en fonction de I. 4- A la résonance u et i sont en phase. Que vaut alors Q ? 5- En déduire la fréquence de résonance et l’expression de l’inductance d’une bobine. A.N: R = 10 Ω, L = 200 mH, f = 50 Hz et I = 3,6 A. Département de Génie Électrique Master 1 : Électrotechnique Industrielle 2 Dr. MILOUDI Mohamed Électricité Industrielle TRAVAUX DIRIGES N° 02 Exercice N° 1 : Veff = 230 V, f = 50 Hz, R = 1,6 kΩ et L = 1,25 H. 1- Calculer la puissance active PR consommée par la résistance. 2- Calculer la puissance réactive QL consommée par la bobine. 3- Utiliser le théorème de Boucherot pour calculer la puissance apparente S du circuit. 4- En déduire Ieff et le facteur de puissance du circuit. 5- Que vaut le déphasage de v par rapport à i ? 6- Montrer l’équation adroite. Exercice N° 2 : Soit un récepteur triphasé équilibré constitué de trois radiateurs R = 100 Ω. Ce récepteur est alimenté par un réseau triphasé 230 V / 400 V à 50 Hz. 1- Calculer la valeur efficace I du courant de ligne et la puissance active P consommée quand le couplage du récepteur est en étoile. 2- Reprendre la question avec un couplage en triangle. 3- Conclure. Exercice N° 3 : Exercice 04 : Sur un réseau (230 V / 400 V, 50 Hz) sans neutre, on branche en étoile trois récepteurs capacitifs identiques de résistance R = 20 Ω en série avec une capacité C = 20 μF. 1- Déterminer l'impédance complexe de chaque récepteur. Calculer son module et son argument. 2- Déterminer la valeur efficace des courants en ligne, ainsi que leur déphasage par rapport aux tensions simples. 3- Calculer les puissances active et réactive consommées par le récepteur triphasé, ainsi que la puissance apparente. Département de Génie Électrique Master 1 : Électrotechnique Industrielle 3 Dr. MILOUDI Mohamed Électricité Industrielle TRAVAUX DIRIGES N° 03 Exercice N° 1 : Pour un alternateur triphasé, on a mesuré le courant dans la ligne I et la tension composée U (entre 2 bornes), Déterminer : 1- La résistance équivalente R entre les bornes de l’alternateur. 2- Les pertes par effet Joules dans l’enroulement statorique en fonction de I et R (étudier le cas où l’enroulement statorique est couplé en étoile, puis en triangle). Exercice N°2 : L’induit d’un alternateur triphasé étoile, dont la fréquence est 50 Hz et la vitesse nominale de rotation 500 tr/min, a 72 encoches et l’on sait que chaque encoche comporte 12 brins conducteurs. Sachant que l’induction dans l’entrefer est 0.6 tesla, et la surface des pièces polaires est 640 cm2, on demande : 1- Le nombre de pôles de l’alternateur 2- Sa F.E.M Exercice N°3 : Un alternateur triphasé a les caractéristiques nominales suivantes : 12 kVA ; 220/380 V ; 1500 tr/mn ; 50 Hz et le courant d’excitation maximal 5 A. Cet alternateur est monté en étoile, on détermine : 1- la caractéristique à vide à 1500 tr/mn : 2- Sa caractéristique en c.c passe par le point J = 1A et I = 19,2A 3- La résistance de l’induit par phase à la température du régime Rs = 0,625Ω ; On demande : a- L’impédance et la réactance synchrone de l’induit pour chaque valeur de courant d’excitation utilisé dans l’essai à vide. b- Le diagramme de Benh Escenburg dans les conditions de courant nominal avec J = 4,2 A, la vitesse nominal et cos. = 0,8. c- La caractéristique en charge de l’alternateur lorsque la seule variable est le courant débite tandis que le déphasage, l’excitation, la vitesse de rotation ont les mêmes valeurs de la question (b) Exercice N°4 : Pour un alternateur triphasé on donne : Sn = 16 kVA ; Un = E0n = 400V ; couplage du stator en étoile. La réactance synchrone par phase en régime nominal X = 3 Ω ; La tension nominale d’excitation Uexc,n = 110V. Le courant nominal d’excitation Jn = 4A. 1- l'éssai à vide a donné : P0 = 450 W ; (puissance fournit à l'arbre de l’alternateur). Les pertes magnétiques sont calculées par P mag = 10 J2 (W). 2- l’essai en C.C a donné : Pcc = 1250 W pour Icc = In. La résistance entre deux phases est de : R = 1,1Ω. Déterminer : a- les pertes de l'alternateur : Pexct ; Pmagn ; Pmec ; Pcont ; P joules,N et les pertes variables . b- le rendement nominal ηN pour cos ϕ = 0,8. c- le rendement maximal pour cos ϕ = 0,8. Département de Génie Électrique Master 1 : Électrotechnique Industrielle 4 Dr. MILOUDI Mohamed Électricité Industrielle TRAVAUX DIRIGES N° 04 Exercice N°1 : Une installation, alimentée sous U= 240V efficace et de fréquence f = 50 Hz, comprend : • Récepteur n°1 : P1 = 1,2 kW ; Q1 = 2 kVar ; • Récepteur n°2 : P2 = 2,5 kW ; Q2 = 1,8 kVar ; • Récepteur n°3 : Moteur triphasé asynchrone de puissance utile Pu = 1,2 kW ; de rendement h= 80% et de facteur de puissance fp = 0,84 ; • Récepteur n°4 : Radiateur triphasé de puissance P4 = 1,8 kW ; 1. Déterminer, lorsque tous les appareils sont sous tension la puissance active P, la puissance réactive Q, la puissance apparente S ainsi que le facteur de puissance fp de cette installation. 2. En déduire l'intensité I. On désire relever le facteur de puissance fp' = 1, déterminer la valeur de la puissance réactive qu'il faut installer. 3. En déduire dans ce cas la valeur de la capacité. 4. Calculer alors la nouvelle intensité I' qui circule dans une ligne de l'installation. Soit un câble de référence H07VU est utilisé pour cette installation, Calculer la section du câble normalisé ; le coefficient de correction K=0,6, le câble comporte trois âmes en cuivre et son mode de pose est apparent. Exercice N°2 : Pour alimenter une installation électrique on dispose d’un réseau triphasé 220/380V, 50Hz. Le réseau est utilisé pour alimenter une installation électrique comprenant des éléments reparties de façons a équilibré les trois phases : - Un groupe de climatiseur aux bornes duquel la méthode des deux wattmètres donne les indications suivantes : P1 =233 kW et P2 =90 kW ; - 100 ordinateurs de 1100 W chacun (cosφ=1). 1) Quelles sont les puissances actives, réactives et apparentes absorbées par le groupe de climatiseur. 2) Quels sont l’intensité du courant et le facteur de puissance a l’entrée de groupe de climatiseur. 3) quels sont l’intensité du courant et le facteur de puissance en tête du réseau. Calculer la section du câble normalisé ; le coefficient de correction K=0,7, le câble comporte trois âmes en cuivre et son mode de pose est apparent. On dispose de trois condensateurs ayant chacun une capacité de C=101µF. Afin d’augmenter le facteur de puissance, on les connecte en triangle. 4) calculer la puissance réactive fournie par cette batterie uploads/s3/ ge-master01-electrotechnique-industrielle-dr-miloudi-mohamed-td01-electricite-industrielle-s2.pdf