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Spé Génie électrique
ATS TD régime sinusoïdal
Lycée P. Mendès France Epinal
td régime sinusoïdal monophasé 1/4 Exercice 1 : lecture oscilloscope (difficulté *)On considère le circuit ci-contre :
On donne : сϮϬϬё
voie1 et uR(t) en voie2.2. L e relevé des oscillogrammes a donné les résultats suivants :
Déterminer :
a) La période de u(t). En déduire sa fréquence ainsi que sa pulsation. b) Les valeurs crêtes et efficaces des tensions u(t) et uR(t). d) Le déphasage entre u(t) et i(t). e) A quoi voit-on, sur les oscillogrammes, que le circuit est de nature inductive ?3. Tracer le diagramme de Fresnel relatif au circuit donné.
4. En déduire UL , la valeur efficace de uL(t).
Exercice 2 : Fresnel (difficulté *)
1) Représentation de Fresnel :
Quelle plage de valeurs peut prendre le déphasage?2) Utilisation des nombres complexes : déterminer ܼ
Applications numériques : On donne U = 5 V, f = 10 kHz, R = 1 kёet C = 10 nF.3) Calculer I, , UR et UC. Comparer U et UR + UC. Commentaires ?
4) Pour quelle fréquence a-t-on UC = UR ?
Voie1Voie 2
Calibre voie1 : 2V/div
Calibre voie2 : 2V/div
Base de temps :
0,25ms/div
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td régime sinusoïdal monophasé 2/4 Exercice 3 : Fresnel en impédance (difficulté **)1. Tracer le diagramme de Fresnel des impédances
et en déduire : - l'impédance Z et le déphasage retard du courant par rapport à la tension ; - la valeur efficace du courant i ; - la valeur efficace des tensions uL, uR et uC. Exercice 4 : Loi de l'électricité en complexe (difficulté **) un réseau monophasé de tension efficace Vd, de fréquence 50Hz, par v (t) comme origine des phases. b) Calculer le déphasage entre I et v. En déduire le facteur de puissance de la charge. c) Donner l'expression de i(t).3 ʹ Faire le diagramme de Fresnel, et retrouver la valeur de V.
Exercice 5 : résolution graphique (difficulté ***)Soit le circuit RLC suivant :
La bobine réelle est modélisée par une
inductance L en série avec une résistance r. tensions suivantes : UR = 8,0 V, UC = 10,3 V,UL = 8,1 V et U = 12,4 V.
1. Calculer le courant I.
3. Exprimer la loi des mailles complexe du circuit.
5. En déduire le déphasage de I par rapport à U, le déphasage L de la bobine, la résistance r
de la bobine et son inductance L. Exercice 6 : puissances en sinus (difficulté *) une puissance active P = 2500 W. Le courant appelé est de 16 A.Calculer la puissance apparente, le facteur de puissance, la puissance réactive et le déphasage.
joule.Spé Génie électrique
ATS TD régime sinusoïdal
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td régime sinusoïdal monophasé 3/4 Exercice 7 : compensation de réactif (difficulté *) Une usine alimentée en haute tension (BT), U=20kV absorbe une puissance active P = 900 kW avecun facteur de puissance cos = 0,8. Rq : un réseau BT est ensuite crée par l'intermédiaire du
transformateur de l'usine.1. Calculer la valeur efficace I du courant appelé.
2. Calculer la puissance apparente de l'installation.
La puissance apparente étant supérieure à 36 kVA, l'usine est soumise à facturation du réactif. La
puissance réactive est alors facturée de la manière suivante :3. Calculer le montant dû au réactif au bout d'un an (usine tournant en 3*8 sur 340 jours par
an).On veut améliorer le facteur de puissance de l'installation et ainsi ne pas payer l'énergie réactive. On
veut obtenir une tangente de 0,4 en branchant une batterie de condensateur en parallèle (branchée sur le transformateur d'alimentation en entrée).