وزارة الـتعـلـيم الـعالـي و الـبحـث الـعـلـمي BADJI MOKHTAR - ANNABA UNIVERSITY

وزارة الـتعـلـيم الـعالـي و الـبحـث الـعـلـمي BADJI MOKHTAR - ANNABA UNIVERSITY UNIVERSITE BADJI MOKHTAR ANNABA جـامـعـة بـاجـي مـخـتار عـنـابـة Année 2018 Faculté des sciences de l’ingéniorat Département d’Electrotechnique Support du cours 2ème année Licence Option : Génie mécanique Dr ; KAHOUL Nabil Electricité Industrielle Chapitre 1 : Les Circuits Electriques 1. Courant et tension dans les circuits électriques 1 1.1.Différence de potentiel 1 1.2.Intensité du courant électrique 2 2. Quantité d’électricité 3 3. Tension électrique 3 4. Intensité du courant électrique 4 5. Courant alternatif et courant continu 5 6. Puissance réelle et puissance apparente 6 7. Circuit triphasé 8 7.1. Tensions 8 7.2.Intensités 9 Chapitre 2 : Les Circuits Magnétiques 1. Production d'un champ magnétique 12 2. Flux magnétique 13 3. Induction magnétique B 13 4. Champ magnétique H 14 5. Courants d’aimantation 14 6. Matériaux magnétiques 14 6.1 Caractéristique B(H) d'un matériau magnétique 15 6.2 Pertes magnétiques 16 6.3 Pertes par hystérésis 16 7. Circuits magnétiques 16 7.1 Réluctance en série 17 7.3 Réluctance en parallèle 17 8. Inductance d'une bobine 18 Chapitre 3: Les Transformateurs 1. Le transformateur 20 1.1 Constitution 20 1.2 Principe 20 2. Fonctionnement du transformateur réel en charge 21 2.1 Pertes dans le transformateur 21 a- Les pertes dans le fer 21 b- La résistance des enroulements 21 c- Les fuites magnétiques 22 2.2 Conclusions 22 2.3 Le rendement d’un transformateur 22 3. Types de transformateurs 23 3.1 L’auto transformatrice 23 3.2 Le transformateur d’isolement 23 3.3 Le transformateur de sécurité 23 3.4 Le transformateur de mesure 24 a. Le transformateur de potentiel (TP) ; 24 b. Le transformateur d’intensité (TI) 24 c. La pince ampérométrique 24 4. Mise en parallèle de deux transformateurs monophasés 25 Chapitre 4 : Machines Electriques 1. Objectifs 26 2. Introduction 26 3. Constitution des machines électriques tournantes 27 4. Machine à courant continu 27 4.1 Généralités 27 4.2 Principe de fonctionnement 28 4.3 Caractéristiques 29 4.4 Machine réversible 29 4.5 Type de moteur à courant continu 29 4.6 L'inducteur 30 4.7 L'induit 31 4.8 Les balais 32 4.9 Relation Vitesse et force contre-électromotrice à flux constant 32 4.10 Relation Couple et flux 33 4.11 Variation de la vitesse 33 4.12 Lecture d'une plaque signalétique 33 4.13 Utilisation des moteurs à courant-continu 34 5. Moteur synchrone 34 5.1 Généralité 34 5.2 Principe de fonctionnement 34 5.3 Caractéristiques 35 5.4 Le stator 35 5.5 Le rotor 36 5.6 Régulation de fréquence 38 5.7 Lecture de la plaque signalétique d'une machine synchrone 38 5.8 Utilisations des moteurs synchrones 39 6. Moteur asynchrone 39 6.1 Principe de fonctionnement 39 6.2 Le rotor 40 6.3 Glissement, couple et vitesse de rotation 40 a. Glissement 40 b. Couple 41 c. La vitesse de rotation 42 6.4 Pilotage en modifiant le nombre de pôles 43 6.5 Régulation de fréquence 43 7. Le moteur universel 44 7.1 Le rotor ou induit 44 7.2 Le stator ou inducteur 44 7.3 Raccordement 44 7.4 Caractéristiques 44 7.5 Utilisations 45 7.6 Réglage de la vitesse des moteurs universels 45 7.7 Diagnostic de panne sur des machines équipées d’un moteur universel 46 8. Moteur pas à pas 46 8.1 Généralités 46 8.2 Moteur à aimant permanent 46 8.3 Moteur à réluctance variable 47 8.4 Moteur hybride ; 47 9. Branchement des moteurs triphasés 47 9.1 Groupement des enroulements 47 a. Le couplage triangle 47 b. Le couplage étoile 47 Chapitre 5 : Mesures Electriques 1. Mesure en physique : 49 2. Incertitudes dans les mesures 50 2.1 Incertitude sur une mesure directe 50 a. Incertitude absolue 50 b. Incertitude relative (taux d'incertitude) 50 2.2 Incertitude sur une grandeur calculée 50 3. Présentation des résultats 51 4. Les appareils de mesure et leur emploi 52 4.1 Les appareils de mesure 52 4.2 Mesurer les valeurs 52 a. La mesure d’une tension 52 b. La mesure d’une intensité 53 1. Schéma de câblage d’une installation électrique 55 5.1 Quelques conseils pratiques 55 5.2 Calcul de section filaire 55 a. Les câbles 55 b. Les couleurs 56 c. Section des conducteurs 57 BIBLIOGRAPHIE Liste des figures Figure Page Fig.1.1. Analogie entre l’électricité et un montage hydraulique 1 Fig. 2.1 Champ magnétique crée par un courant circulant dans un fil 12 Fig. 2.2 Le champ magnétique dans une bobine 12 Fig. 2.3 Cylindre uniformément aimanté le long de son axe 13 Fig.2.4 Sans matériau magnétique 15 Fig. .2.5 Avec un matériau magnétique 15 Fig. 2.6 Relation B(H) du vide. 15 Fig. 2.7 Courbe hystérésis typique 16 Fig. 3.1 Schéma de principe 20 Fig 3.2 Circuit équivalent de principe 22 Fig. 4.1 Inducteur. 30 Fig. 4.2 Induit. 31 Fig. 4.3 Composition de l'induit. 31 Fig. 4.4 L'ensemble balais, porte-balais et collecteur. 32 Fig. 4.5 Stator. 35 Fig. 4.6 Variation de la vitesse en fonction du nombre de paires de pôles. 36 Fig. 4.7 Le pilotage de la vitesse de rotation 37 Fig. 4.8 Variation de la vitesse à couple constant (moteur synchrone). 38 Fig. 4.9 Caractéristiques d'un moteur asynchrone classique. 41 Fig. 4.10 Fonction en moteur ou en générateur suivant le couple résistant. 42 Fig. 4.11 Pilotage en fréquence et en tension. 43 Fig. 4.12 Vue éclatée d’un moteur universel 44 Les Circuits Electriques 1 Chapitre 1 : Les Circuits Electriques 1. Courant et tension dans les circuits électriques Dans cette première partie, nous aborderons les unités de mesure de l’électricité et les différents types d’électricité existant. Nous comprenons aisément que l’eau qui descend par gravité constitue un circuit comparable au circuit électrique : - Réservoir A d’eau correspond au générateur, - la canalisation d’eau correspond aux conducteurs électriques, - Réservoir B est assimilée au récepteur. Réservoir A Réservoir B Fig.1.1. Analogie entre l’électricité et un montage hydraulique La tension correspond à la pression d’eau présente dans le tuyau, tandis que l’intensité correspond au débit. La circulation d’eau dépend de deux facteurs : - la différence d’altitude sans laquelle l’eau ne peut pas circuler (par gravité) de la réserve d’eau vers la baignoire, - le débit d’eau, c’est-à-dire le volume d’eau circulant par seconde dans la canalisation. 1.1. Différence de potentiel Comme pour l’eau, un courant électrique ne peut circuler que s’il existe une différence dite de potentiel (ddp) entre les deux bornes du générateur. Sans différence de potentiel, le courant électrique ne peut pas circuler De même tout dipôle récepteur ne peut être traversé par un courant que s’il existe entre ses bornes une différence de potentiel. La différence de potentiel de la batterie d’accumulateurs est appliquée à la lampe. La lampe est traversée par un courant et éclaire. Les Circuits Electriques 2 1.2. Intensité du courant électrique Le courant électrique est une circulation organisée d’électrons. Il correspond au nombre d’électrons qui circulent pendant chaque seconde (débit d’électrons). L’intensité du courant électrique peut être comparée au débit d’eau du circuit hydraulique. Comme pour un circuit hydraulique, il est important d’adapter la section du conducteur à l’intensité du courant que l’on veut faire passer. Pour faciliter le déplacement des électrons et éviter l’échauffement des conducteurs, la section des conducteurs doit être suffisante pour assurer la libre circulation des charges électriques. Étroitement liée à la notion d’intensité, il y a la notion de résistance. La résistance, notée R, s’exprime en Ohms (symbole : Ω) et détermine la capacité d’un circuit ou autre composant à ralentir le passage du courant. Ainsi, sur un circuit très conducteur, la résistance est proche de 0 Ω. Deux éléments qui ne sont pas en contact auront une résistance approchant l’infini. La formule indiquant la relation entre la puissance est la Loi d’Ohm : U = R × I (tension égale au produit de la résistance et de l’intensité). Lorsqu’un courant traverse le corps humain (composé d’environ 75 % d’eau), celui-ci agit comme une résistance. La résistance du corps humain, est variable selon :  les personnes,  l’humidité de la peau,  et aussi le circuit qu’emprunte le courant dans le corps. En moyenne, le corps humain présente une résistance de l’ordre de 3 à 5 kΩ. D’après la formule ci-dessus, on voit donc qu’avec une tension de 12V, le corps sera traversé par une intensité de 2.5mA (non dangereux). Par contre avec une tension de 230V, on arrive à une intensité de 45mA qui peut être dangereuse. Le courant qui traverse le corps humain est dangereux suivant son intensité: – à 0,5 mA : c’est le seuil de perception – à 10 mA : contractions musculaires, seuil de non lâcher : maximum 3-4 minutes. – à 30 mA : seuil de la paralysie respiratoire : maximum 20-30 secondes. – à 75 mA : seuil de fibrillation cardiaque irréversible : maximum 2 à 5 secondes. – à 1000 mA : arrêt cardiaque : maximum 30 à 100 ms. Les Circuits Electriques 3 Il faut bien noter que dans tous les cas, quel que soit la capacité d’une alimentation elle ne délivrera que le courant nécessaire à la charge qui lui est connectée. Par exemple, une batterie 12V de voiture de 50A ne sera pas pour autant mortelle pour une personne uploads/Industriel/ cours-electricite-industrielle-chap1-1.pdf

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