Exercices et corrigés

Exercices Électricité

Mesure de la Valeur Efficace d’un Courant

Mesure de la Valeur Efficace d’un Courant

Comprendre la Mesure de la Valeur Efficace d’un Courant

Dans un laboratoire d’électrotechnique, des étudiants effectuent des mesures sur un circuit alimenté par une source de courant alternatif.

Ils utilisent un oscilloscope pour observer la forme d’onde du courant et un multimètre pour mesurer les valeurs instantanées du courant.

L’objectif est de déterminer la valeur efficace du courant qui alimente un moteur électrique en utilisant les données recueillies lors de l’expérience.

Pour comprendre l’Étude de la Tension Efficace et Instantanée, cliquez sur le lien.

Données:

  • Forme d’onde du courant : Sinusoïdale
  • Fréquence du courant : 50 Hz
  • Amplitude mesurée (I₀) : 10 A
  • Phase initiale (φ) : 0 rad
  • Durée de l’observation : 1 cycle complet (0 à 20 ms)

Questions:

1. Représenter la Formule du Courant Alternatif:

Écrire l’équation du courant \( i(t) \) en fonction du temps \( t \), utilisant les données fournies.

2. Calcul de la Valeur Moyenne Quadratique:

Calculer la valeur efficace du courant \( I_{\text{eff}} \) sur un cycle complet.

3. Interprétation Physique:

Expliquer pourquoi la valeur efficace est importante dans le contexte des applications industrielles.

Correction : Mesure de la Valeur Efficace d’un Courant

1. Représenter la Formule du Courant Alternatif

Formule Générale:

La formule générale du courant alternatif sinusoïdal est:

\[ i(t) = I_0 \sin(2\pi ft + \phi) \]

Substitution des Valeurs:

  • \( I_0 = 10 \) A (Amplitude)
  • \( f = 50 \) Hz (Fréquence)
  • \( \phi = 0 \) rad (Phase initiale)
  • \( t \) varie de 0 à 20 ms, mais nous analyserons sur un cycle complet.

Formule Spécifique:

\[ i(t) = 10 \sin(2\pi \times 50t + 0) \] \[ i(t) = 10 \sin(100\pi t) \]

2. Calcul de la Valeur Moyenne Quadratique

Calcul Direct:

La valeur efficace pour un courant sinusoïdal est donnée par la formule:

\[ I_{\text{eff}} = \frac{I_0}{\sqrt{2}} \]

Substitution de l’Amplitude:

\[ I_{\text{eff}} = \frac{10}{\sqrt{2}} \]

Calcul Numérique:

\[ I_{\text{eff}} = \frac{10}{1.414} \] \[ I_{\text{eff}} \approx 7.07 \text{ A} \]

3. Interprétation Physique

Signification de la Valeur Efficace:

La valeur efficace du courant, ou RMS (Root Mean Square), représente la valeur d’un courant continu qui transférerait la même énergie électrique dans une charge résistive que celle transférée par le courant alternatif mesuré.

Pour le courant alternatif, cela permet d’évaluer l’effet thermique équivalent du courant.

  • Importance dans les Applications Industrielles:
    • Dimensionnement des appareils: Assure que les composants électriques comme les moteurs, les transformateurs, et les dispositifs de protection sont correctement dimensionnés pour supporter la charge sans surchauffer ni subir de dommages.
    • Protection des circuits: La connaissance de la valeur efficace est essentielle pour la conception des protections telles que les disjoncteurs et les fusibles, qui doivent être capables d’interrompre un courant de court-circuit RMS.

Mesure de la Valeur Efficace d’un Courant

D’autres exercices d’électrotechnique:

Puissance dans un Système Générateur-Charge
Puissance dans un Système Générateur-Charge

Correction Exercice: Puissance dans un Système Générateur-Charge Puissance dans un Système Générateur-Charge Comprendre la Puissance dans un Système Générateur-Charge Vous êtes ingénieur électrique et devez concevoir un système pour alimenter un petit site isolé. Le...

Analyse d’un circuit d’alimentation électrique
Analyse d’un circuit d’alimentation électrique

Correction Exercice: Analyse d’un circuit d’alimentation électrique Analyse d’un circuit d’alimentation électrique Comprendre l’Analyse d’un circuit d’alimentation électrique Vous êtes chargé de concevoir un circuit d’alimentation pour un système électronique qui...

Système Triphasé à Charges Équilibrées
Système Triphasé à Charges Équilibrées

Système Triphasé à Charges Équilibrées Comprendre le Système Triphasé à Charges Équilibrées Vous travaillez en tant qu'ingénieur électrique pour une entreprise de fabrication qui utilise un système d'alimentation triphasé pour alimenter ses machines. Il est crucial de...

Application du Théorème de Thévenin
Application du Théorème de Thévenin

Application du Théorème de Thévenin Comprendre l'Application du Théorème de Thévenin Un circuit électrique contient une combinaison de résistances et de sources de tension. Votre tâche consiste à trouver le circuit équivalent de Thévenin vu des bornes A-B. Diagramme...

Système triphasé avec charges déséquilibrées
Système triphasé avec charges déséquilibrées

Système triphasé avec charges déséquilibrées Comprendre le Système triphasé avec charges déséquilibrées Un système triphasé à quatre fils (trois phases plus le neutre) alimente trois charges distinctes. Les charges sont connectées en configuration étoile (Y). Voici...

Analyse d’un Système Triphasé
Analyse d’un Système Triphasé

Analyse d'un Système Triphasé Comprendre l'Analyse d'un Système Triphasé Vous êtes chargé de concevoir le plan d'alimentation pour une nouvelle installation industrielle qui fonctionnera principalement sur un système d'alimentation triphasé. Pour optimiser la...

Analyse d’un Circuit Mixte
Analyse d’un Circuit Mixte

Analyse d'un Circuit Mixte Comprendre l'Analyse d'un Circuit Mixte Vous avez un circuit qui combine une configuration en série et en parallèle. Le circuit comprend une source de tension V=12 V, trois résistances (R1​ = 100Ω, R2​ = 20 Ω, R3​ = 300Ω) où R1​ est en série...

Calcul de la performance d’un alternateur
Calcul de la performance d’un alternateur

Calcul de la performance d'un alternateur Comprendre le Calcul de la performance d'un alternateur Un alternateur triphasé est utilisé pour alimenter un réseau électrique. L'alternateur a les caractéristiques suivantes: Tension nominale de phase: 400 V Fréquence: 50 Hz...

Circuit RLC Série en Régime Alternatif
Circuit RLC Série en Régime Alternatif

Circuit RLC Série en Régime Alternatif Comprendre le Circuit RLC Série en Régime Alternatif Vous avez un circuit RLC série connecté à une source de tension alternative (AC) de fréquence f = 50 Hz. Le circuit comprend une résistance (R), un condensateur (C) et une...

0 commentaires
Soumettre un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *