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Direction G
´enerale des Etudes Technologiques
Institut Sup
´erieur des Etudes Technologiques de Nabeul`
ELECTROTECHNIQUE
Travaux dirig´es
Licence g´enie ´electrique niveau 2
Amari Mansour
Janvier 2014
2Table des mati`eres
1 Le Transformateur monophas´e 1
1.1 Exercice 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Exercice 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.5 Exercice 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.6 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.7 Exercice 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.8 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.9 Exercice 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.10 correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.11 Exercice 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.12 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.13 Exercice 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.14 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.15 Exercice 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.16 Exercice 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.17 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.18 Exercice 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.19 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.20 Exercice 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.21 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.22 Exercice 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.23 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.24 Exercice 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.25 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
34TABLE DES MATI`ERES
1.26 Exercice 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.27 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.28 Exercice 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.29 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.30 Exercice 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.31 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.32 Exercice 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.33 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.34 Exercice 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.35 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.36 Exercice 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.37 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.38 Exercice 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.39 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.40 Exercice 21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.41 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.42 Exercice 22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.43 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.44 Exercice 23 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.44.1 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.45 Exercice 24 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.46 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2 Le Transformateur Triphas´e 29
2.1 Exercice 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3 Exercice 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.4 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.5 Exercice 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.6 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.7 Exercice 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.8 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.9 Exercice 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.10 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.11 Exercice 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
TABLE DES MATI
`ERES52.12 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.13 Exercice 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.14 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.15 Exercice 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.16 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.17 Exercice 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.18 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.19 Exercice 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.20 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.21 Exercice 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.22 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.23 Exercice 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.24 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.25 Exercice 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.26 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.27 Exercice 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.28 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.29 Exercice 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.30 Exercice 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.31 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.32 Exercice 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
2.33 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.34 Exercice 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.35 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.36 Exercice 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.37 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3 Les Machines `a courant continu 49
3.1 Exercice 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.2 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.3 Exercice 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.4 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.5 Exercice 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.6 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.7 Exercice 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
6TABLE DES MATI`ERES
3.8 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.9 Exercice 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.10 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.11 Exercice 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.12 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.13 Exercice 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.14 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.15 Execice 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.16 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.17 Exercice 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.18 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.19 Exercice 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.20 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
3.21 Exercice 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.22 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.23 Exercice 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.24 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
3.25 Exercice 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.26 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.27 Exercice 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.28 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.29 Exercice 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.30 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.31 Exercice 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.32 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
3.33 Exercice 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.34 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.35 Exercie 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.36 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.37 Exercice 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.38 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
3.39 Exercice 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.40 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
3.41 Exercice 21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
TABLE DES MATI
`ERES73.42 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
4 Les Machines synchrones Triphas´es 73
4.1 Exercice 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.2 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.3 Exercice 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.4 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.5 Exercice 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.6 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.7 Exercice 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.8 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.9 Exercice 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.10 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.11 Exercice 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.12 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.13 Exercice 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.14 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.15 Exercice 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.16 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.17 Exercice 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.18 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.19 Exercice 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.20 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.21 Exercice 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.22 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.23 Exercice 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
4.24 R´eponse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.25 Exercice 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.26 R´eponse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.27 Exercice 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.28 R´eponse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.29 Exercice 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.30 R´eponse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
4.31 Exercice 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.32 R´eponse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
8TABLE DES MATI`ERES
4.33 Exercice 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
4.34 R´eponse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.35 Exercice 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
4.36 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5 Le Moteur Asynchrone Triphas´e 97
5.1 Exercice 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.2 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
5.3 Exercice 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.4 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.5 Exercice 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
5.6 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.7 Exercice 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.8 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.9 Exercice 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.10 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.11 Exercice 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.12 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.13 Exercice 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.14 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.15 Exercice 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
5.16 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
5.17 Exercice 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
5.18 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.19 Exercice 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.20 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.21 Exercice 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.22 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.23 Exercice 12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
5.24 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.25 Exercice 13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.26 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5.27 Exercice 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5.28 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.29 Exercice 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
TABLE DES MATI
`ERES95.30 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.31 Exercice 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.32 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
5.33 Exercice 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
5.34 Corrig´e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.35 Exercice 18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
5.36 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.37 Exercice 19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.38 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
5.39 Exercice 20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
5.40 Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Bibliographie 123
10TABLE DES MATI`ERES
Preface
Ces travaux dirig´es d"´electrotechnique ont ´et´e r´edig´e `a l"intention des ´etudiants qui pr´eparent
,dans le cadre de la r´eforme L.M.D, une licence dans les domaines de g´enie ´electrique deuxi`eme niveau.Il est conforme au programme officiel. Ce polycope est divis´e en trois grandes parties. La pr´emi`ere partie est consacr´e aux transformateurs monphas´es et triphas´es que nous pr´esentons aux chapitres 1 et 2. La deuxi`eme partie, qui est au chapitre 3, porte sur des exercices des machines `a courant continu(mode g´eneratrice et mode moteur). Dans la troisi`eme partie, on pr`esente , dans les chapitres 4 et 5 ,des exercices sur les machines `a courant alternatif(machines synchrones et asynchrones) 1112TABLE DES MATI`ERES
Chapitre 1
Le Transformateur monophas´e
1.1 Exercice 1
Un transformateur monophas´e porte les indications suivantes sur sa plaque signal´etique :S=2200VA,
η= 0.95,PrimaireV1n= 220V, SecondaireV2n= 127V.1) Calculer le courant primaire nominal :I1n
2) Calculer le courant secondaire nominal :I2n
3) Le rendement est pr´ecis´e pour une charge absorbant le courant nominal sous tension
secondaire nominale et pr´esentant un facteur de puissancecosφ= 0,8AR. Calculer la valeur des pertes dans le transformateur dans ces conditions.4) Repr´eesenter un sch´ema ´equivalent ramen´e au secondaire du transformateur en faisant
apparaitre les ´el´ements classiques expos´es dans le cours.5) En supposant qu" au r´egime nominal les pertes sont uniform´ement r´eeparties entre pertes
fer et pertes Joules, calculer alors la valeur de tous les ´el´ements r´esistifs du sch´ema.
6) La tension secondaire ´a vide de ce transformateur vautV20= 133V. Calculer alors le
rapport de transformation m. En utilisant la formule simplifi´ee donnant la chute de tension au point nominal, calculer la valeur de l"inductance de fuite ramen´ee au secondaire du transformateur.7) Calculer la valeur de la tension secondaire correspondant ´a une charge absorbant la moiti´e
du courant secondaire nominal, toujours avec un facteur de puissancecosφ= 0,8AV8) Calculer alors le rendement du transformateur lorsqu"ill d´ebite sur une charge absorbant
la moiti´e du courant nominal, toujours avec uncosφ= 0,8AV 12CHAPITRE 1. LE TRANSFORMATEUR MONOPHAS´E
1.2 Correction
1-Le courant primaire nominal est :I1n=Sn/V1n= 10A
2-Le courant secondaire nominal est :I2n=Sn/V2n= 17.32A
3-Le rendement est :η=Putile/(Putile+ Σpertes)??pertes=Putile?(1/η-1)
A.N Σpertes= 2200?0.8?(1/0.95-1) = 92.63W
4- Le sh´ema equivalent rame´e au secondaire est la suivante :5-Les pertes sont uniform´ement r´eeparties entre pertes fer et pertes Joules donc
R s=Pjoules/(I2)2= 0.154Ω etRm= (V1)2/P0= 1045Ω6-Le rapport de transformation est :m=V20/V10= 133/220 = 0.604
La chute de tension est ΔV=V20-V2=I2?(Rs?cos(?) +Xs?sin(?)) = 6V doncXs=ls?w= ((6/17.32)-0.154?0.8))/0.6?ls=Xs/100π= 1.18mH7-Le courant absorb´e par la charge estI2=I2n/2 = 8.66Aetcos(?) = 0.8AV
?sin(?) =-0.6 doncV2= 133-8.66?(0.154?0.8-0.37?0.6) = 134V8-Le rendement est egal `aη= 0.94
1.3 Exercice 2
Un ensemble de distribution d"´energie´electrique sous tension sinusoidale ´a 50 Hz est repr´esent´e,
en sch´ema monophas´e ´equivalent, sur la figure suivante :Les transformateurs repr´esent´es sont consid´er´es comme parfaits et les rapports de
transformations connus :m= 2.10-3etm?= 100Les ´el´ements d" imperfection des transformateurs et de la ligne sont ramen´es `a la r´esistance
1.4. CORRIG
´E3
r et `a l"inductance l. La charge consomme, par phase, une puissance de 500 kW sous 230 V et avec un facteur de puissancecosφ= 0,8AR.1) Calculer la valeur du courantI2
2) En d´eduire la valeur du courantI1et calculer la valeur deV1
3) Repr´esenter un diagramme de Fresnel faisant apparaitre toutes les grandeurs de la maille
centrale.4) Calculer alors la valeur de la tensionV?en faisant une hypoth´ese de colin´earit´e des
tensionsV1etV?.5) En d´eduire la valeur de la tension V n´ecessaire ´a assurer 230 V en bout de ligne.
6) Reprendre les deux derni´eres questions en faisant un bilan de puissances actives
et r´eactives. Conclure sur l"hypoth´ese faite `a la question 4.1.4 Corrig´e
1-Le coutant absorb´e par la charge estI2=P2/(V2?cos(?)) = 500?103/(230?0.8) = 2717A
2-Les deux transformateurs sont parfaitsI1=m?I2= 5.43AetV1=V2/m= 115KV
3-La maille centrale nous permet d´ecrire
?V?=?V1+?I1?(r+jlw). Le digramme vectoriel est le suivant :4-Les deux tensions ?V1et?V?1sont colin´eaires?V?=V1+I1?(r?cos(?1) +lw?sin(?1))
avec?1= arctan(lw/r) = 72 degr´esA.NV?= 116.715KV
5-La tensionV=V?/m?= 1167.15V
6-si on designe respectivement parPetQles puissances actives et reactives fournies par
le reseau :P=P2+r?I21= 502.948KWetQ=Q2+lw?I21= 383.845KV AR la tensionV=S/I=⎷P2+Q2/(m??I1) = 1165V
1.5 Exercice 3
Afin d"alimenter une charge demandant plus de puissance fournie par un transformateurA, on associe `a celui-ci un transformateur B en parall´ele. Le sch´ema de la figure suivante fait
4CHAPITRE 1. LE TRANSFORMATEUR MONOPHAS´E
apparaitre cette mise en parall´ele ainsi que les ´el´ements d"imperfections des deux transforma-
teurs (les ´el´ements correspondant au fonctionnement `a vide ne sont pas pris en compte danscet exercice).On notera que les deux transformateurs pr´esentent les puissances apparentes nominales
suivantes :SAn= 24kV AetSBn= 12kV A