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Rapport du TP d’électricité 2016 Université Mohammed V Ecole Supérieur de Techn

Rapport du TP d’électricité 2016 Université Mohammed V Ecole Supérieur de Technologie-Salé Département : Maintenance Industrielle Filière : Génie électrique et informatique industrielle Rapport de TP d’électricité : Réalisée par : Nom : ZAID JERBAOUI Année universitaire : 2016/2017 Rapport du TP d’électricité 2016 PLAN : I. L’utilisation de l’oscilloscope : II. Mesure de déphasage à l’aide de l’oscilloscope : III. Mesure de puissance en courant monophasé : IV. Mesure de facteur de puissance : 2 Rapport du TP d’électricité 2016 I. Utilisation de l’oscilloscope : On relie l'oscilloscope et le fréquencemètre et on utilise les signaux : sinusoïdal, carré, triangulaire puis on mesure les paramètres à l'aide des divers fonctions de l’oscilloscope on les compare avec les valeurs données par le fréquencemètre. F (KHz) Ue (V) Umax (V) T (ms) N (KHz) 1.48 11,5 10 0.64 1.56 4.67 11,5 10 0.2 5 a.signal carré : F (KHz) Ue (V) Umax (V) Umax / T (ms) N (KHz) 1.48 5,5 10 5,7 0.64 1.56 4.67 5,5 10 5,7 0.2 5 Ueff = Umax b. signal triangulaire : Ueff = Umax√3 c. signal sinusoïdal : F K(Hz) Ue (V) Umax (V) Umax / T (ms) N K(Hz) 400,3 7 10 7,07 0.64 1.56 350 7 10 7,07 0.2 5 3 √3 √2 Rapport du TP d’électricité 2016 Ueff = Umax√2 Tel que : F : la fréquence donnée par le fréquencemètre. Ue : la tension efficace donnée par le voltmètre. Umax : la tension maximale affichée par L’oscilloscope. T : la période relevée de l’oscilloscope. N = 1/T : la fréquence calculée à partir de T. Conclusion : D’après ces mesures, nous avons pu tirer les 3 équations liantes les valeurs de Ue avec celles des Umax pour les différents types de signaux : Aussi, nous avons eu les mêmes valeurs de la fréquence donné par le fréquencemètre, ainsi que celles calculées à partir de la relation : N = 1 / T. II. Mesure de déphasage à l’aide de l’oscilloscope : But : Le but de la manipulation est de vous familiariser à l'utilisation d'un appareil de mesure couramment employé en électricité ou en électronique dans la vérification des circuits : un oscilloscope. Vous mesurerez des hauteurs et des durées de signaux, des déphasages entre 2 signaux de même fréquence ; vous ferez la différence entre une tension maximale et une tension efficace et vous observerez également des figures de Lissajous (signaux de fréquence multiple). Le matériel utilisé : Au cours de cette manipulation on a besoin de : Un oscilloscope. Une résistance. Un transformateur. Une bobine. a)Schéma du montage 4 T -Umax Rapport du TP d’électricité 2016 b) les trois méthodes pour la mesure du déphasage : Méthode directe : On obtient le déphasage entre i(t) et u(t) par cette méthode à l’aide de la relation suivante : Pour R=100 Ω φ = 2π. ΔT/T= 2 πx2 20 =0.628 rad 180∘→π et x→0.63 rad donc ϕ=35.98 ∘ Méthode de Lissajous : Sur l’écran d’oscilloscope on obtient une ellipse de Lissajous ; la forme de cette ellipse dépend du déphasage entre i(t) et v(t). Pour les mêmes valeurs de R, on calcule le déphasage par : 5 Rapport du TP d’électricité 2016 Sin ϕ= AB H =5 8 =0.625 ϕ=38.68 ∘ Méthode Théorique : On peut déterminer la valeur de déphasage entre i(t) et v(t) a partir de la relation suivante: On a Rt = R + Rbobine et ω = 2π f avec ( f=50 Hz) Tgϕ= 2πx50 350+100 =0.69 Donc ϕ=34.92 ∘ Comparaison : A partir des résultats précédents, on constate que ces méthodes donnent presque les mêmes valeurs de déphasage. c. Relèvement des oscillogrammes : Méthode directe : R=200Ω φ = 2π. ΔT/T= 2 πx1.5 4 x5 =0.47 rad 180∘→π et x→0.47 rad donc ϕ=27∘ 6 Tg φ = Lω / Rt Rapport du TP d’électricité 2016 Méthode de Lissajous : Sin ϕ= AB H =4 8=0.5 ϕ=30∘ Méthode Théorique : On peut déterminer la valeur de déphasage entre i(t) et v(t) a partir de la relation suivante : On a Rt = R + Rbobine et ω = 2π f avec (f=50 Hz) Tgϕ= 2πx 50 350+200 =0.57 Donc ϕ=29.68∘ Conclusion : A partir des résultats précédents, on constate que ces méthodes donnent presque les mêmes valeurs de déphasage. On remarque aussi que  diminue quand la résistance augmente III. Mesure de puissance en courant monophasé : But : C’est de mesurer la puissance active par trois méthodes différentes. a. Mesure préliminaire : A l’aide d’un wattmètre : f = 50Hz On a P = (5x240x9) /120 7 Tg φ = Lω / Rt Rapport du TP d’électricité 2016 P= 90 w Détermination de L et Rb de la bobine : On a V=2.25 x300 3 =225V Et I=27.5 x 3 30 =2.75 A Détermination de Rb : On a P = Rb. I² (puissance d'une résistance pure) Donc Rb=P/I2 AN : Rb=11 .9Ω Détermination de L : On a V = ZI Z=V/I=225/2.75=81.81Ω L=√ Z2−Rb 2 W 2 =0.25 H ET +q W=2πf a. Schéma du montage : b. Le calcul de la puissance : Par la mesure directe le wattmètre 8 Rapport du TP d’électricité 2016 Avec I =24x3/30=2.4A U =2.25x300/3V P=22x240x5/120=220W Donc P=220W Dans la 2éme méthode on utilise le cosphimètre pour calculer la puissance d’après la relation P=I U cosφ COSϕ=0.45 U=2.25x300/3=225V I=24x3/30=2.4A P=UIcosⱷ=243W 3éme méthode par la mesure de la résistance totale : On a RT =Rb +Rb avec Rb= 11.9Ω Donc Rt=11.9+38=49.9Ω D’après le théorème de Boucherot : Donc P=Rt*I²=49 ,9*(2.4) ² P=287.42W Conclusion : On a constaté que les résultats trouver par les trois méthodes sont approximativement identiques si on prend en compte les erreurs comprises lors de lecture sur les appareils et les approximations des calculs. IV. Mesure de facteur de puissance : Matériel utilisé : Ampèremètre Voltmètre Wattmètre Résistance Inductance Condensateur Les principes de mesure : La tension U est mesurée par un voltmètre ; L ‘intensité I est mesurée par un ampèremètre ; La puissance est mesurée par un wattmètre ; En déduire : P = UIcos  cos = P/UI 9 Rapport du TP d’électricité 2016 a. Schéma du montage : On fixe le courant I à une valeur quelconque en faisant varier le rhéostat de charge. On mesure la puissance indiquée par le wattmètre ainsi que la tension. Résultat obtenu : Après avoir réalisé le montage précèdent on obtient les valeurs suivantes : U=2.25x300/3=225V I=4.8x12.5/25=2.4A P=240x5x41/120=410w Calcul de cos: On a P= UIcos Alors cos = P/UI A.N cos =0.76 =40.53 Calcul de la capacité du condensateur nécessaire à brancher sur ce récepteur de manière à avoir cos= 0.8. Q=UIsin=350.95var On a tg = Qt / Pt =0.85 Qt = Q-Qc W= 2f avec (f=50Hz) Pt = P+Pc = P avec (Pc=0) Qc=-CU2W tg = (Q- Qc)/P Donc tg = tg-CWU²/P Alors A.N C= 2.7310-6F Donc pour avoir cos= 0.8, il faut brancher un condensateur de capacité C = 2.73F en parallèle avec la self variable (Inductance). Calcul de cos  tel que C= 35  f : tg = tg-CWU²/P Tg = -0.5 Cos = 0.89 10 Rapport du TP d’électricité 2016 Conclusion : Selon la relation P = UIcos, on déduit qu’il existe une certaine proportion entre P (la puissance active) et cos. En ce qui concerne la puissance réactive Q, elle est proportionnelle avec sin parce que Q = UIsin. En effet, si cos a une grande valeur implique que sin est de petite valeur. Ce qui signifie que P est grande et Q est faible. Par Contre si cos a une petite valeur alors, sin a une grande valeur, ce qui implique que P sera faible et Q sera grande. Cependant, il faut brancher un condensateur pour obtenir une valeur de cos grande proche de 1 de telle sorte a faire diminuer la valeur de la puissance réactive Q consommer dans les installations industriels par les moteurs, les transformateurs… Conclusion générale : Ces travaux pratiques étaient très utiles dans notre formation. Grâce de ces travaux nous avons pris plusieurs choses comment manipuler avec le matériel actuellement utilise en électricité, comment faire des mesures …. Nous pouvons dire que nous sommes arrivés à notre but principal qui consiste à valider, expérimentalement, les relations et les équations théoriques……en plus de ca il ne faut pas oublier la notion de l’incertitude due à l’opérateur lui-même et au matériel utilisé. 11 Rapport du TP d’électricité 2016 Remerciement : 12 En guise de gratitude, nous tenons à remercier profondément notre professeur d’électricité M.BEN BOUYA , Dans l’appui de bien comprendre le programme et les travaux pratiques du premier semestre ,de ces multiples encouragements , et s’est grâce à elle qu’on a arrivé à ce niveau . Nous souhaitons avoir être au niveau de ce qu’elle a attendu, et avoir bien rendre un tout petit part des services qu’elle nous a donnés. uploads/Industriel/ rapport-de-tp-d-x27-electricite-realisee-par.pdf