Electrotechnique 1

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L'électrotechnique est une discipline où la recherche nous apporte périodiquement de nouvelles applications, tandis que de nouveaux besoins ne cessent de se faire jour.



L'intérêt que suscite cette discipline déjà classique s'en trouve donc constamment stimulé, invitant tous ceux qui souhaitent suivre cette évolution à découvrir ou à redécouvrir ce domaine porteur d'emplois et ouvrant aux nombreuses carrières de techniciens, d'ingénieurs et de chercheurs.



Par sa polyvalence et sa souplesse, l'énergie électrique est au coeur des échanges d'énergie.



Ce manuel permettra aux étudiants inscrits dans les différents premiers cycles de l'enseignement supérieur et aux professionnels en formation continue d'étudier - avec des méthodes actuelles - l'électrotechnique telle qu'on la pratique aujourd'hui; les problèmes reposent donc sur des données industrielles et techniques.



La part faite aux études de cas et aux exercices corrigés constitue un des meilleurs atouts de cet ouvrage où l'on verra que, chaque fois que cela est possible, le problème précède le cours. Toutefois, pour que l'on soit encouragé à le résoudre, la solution est le plus souvent déjà dans l'énoncé.



Enfin, pour résoudre les problèmes à la calculatrice ou à l'ordinateur, la simulation informatique et les méthodes de calcul informatisées sont ici très largement utilisées.



Publics




  • BTS Electrotechnique


  • DUT Génie électrique et informatique industrielle (GEII)


  • Licences professionnelles


  • Licences sciences & techniques (EEA)


  • Concours d'entrée des écoles d'ingénieurs


  • Formation continue (Cnam)




  • L'échange d'énergie dans les systèmes physiques et technologiques


    • Energie et systèmes


    • Régimes transitoires. Systèmes bouclés




  • L'énergie électromagnétique


    • Champs électromagnétiques et matériaux


    • Lois physiques de l'électromagnétisme




  • La distribution de l'énergie électrique


    • Régimes alternatifs sinusoïdaux


    • Circuits magnétiques en régime dynamique. Transformateurs


    • Technologie de la distribution



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Date de parution 12 septembre 2014
Nombre de visites sur la page 383
EAN13 9782212267433
Langue Français

Informations légales : prix de location à la page 0,0150 €. Cette information est donnée uniquement à titre indicatif conformément à la législation en vigueur.

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DanîelGAUDE
ÉLECTROTECHNIQUE Physique appliquée à la conversion et à la distribution de l’énergie électrique
Cours complet îllustré de 96 exercîces résolus
FOCROMNATINOENU
ENPSREOIFGENSESIMOENNTEL
Agrégé de physîque et docteur en génîe électrîque,Daniel Gaude enseîgne ces dîscîplînes à l’IUT de Lyon-Vîlleurbanne. D’abord professeur de physîque dans le Secondaîre, îl exerça ensuîte à l’unîversîté Claude Bernard/Lyon-1 comme enseîgnant en lîcence d’îngénîerîe électrîque, en prépa-ratîon du Capet et de l’agrégatîon de génîe électrîque. Ses actîvîtés de recherche se sont déroulées au laboratoîre Ampère (Centrale Lyon/Lyon-1/Insa). Il a par aîlleurs partîcîpé à la réalîsatîon d’un dîdactîcîel multîmédîa d’électrîcîté (Clîckelec) aînsî qu’à la rédac-tîon du nouveau programme pédagogîque natîonal des IUT.
FOCROMNATINONEU Publîcs BTS Électrotechnique DUT Génie électrique et informatique industrielle (GEII) Licences professionnelles Licences sciences & techniques (EEA) Concours d’entrée des écoles d’ingénieurs ENPSREFOIoFrGmENaStiESonIMOcEoNntiNnTEueL(Cnam)
L’électrotechnîque est une dîscîplîne où la recherche nous apporte pérîo-dîquement de nouvellesapplications, tandîs que de nouveauxbesoinsne cessent de se faîre jour. L’întérêt que suscîte cette dîscîplîne déjà classîque s’en trouve donc constamment stîmulé, învîtant tous ceux quî souhaîtent suîvre cette évolu-tîon à découvrîr ou à redécouvrîr cedomaine porteur d’emploiset ouvrant aux nombreusescarrières de techniciens,d’ingénieurs et de chercheurs. Par sa polyvalence et sa souplesse,l’énergie électrique est au cœur des échanges d’énergie. Ce manuel permettra aux étudîants înscrîts dans les dîfférents premîers cycles de l’enseîgnement supérîeur et aux professîonnels en formatîon contînue d’étudîer — avec des méthodes actuelles — l’électrotechnîque telle qu’on la pratîque aujourd’huî ; les problèmes reposent donc sur des données industrielles et techniques. La part faîte auxétudes de caset auxexercices corrigésconstîtue un des meîlleurs atouts de cet ouvrage où l’on verra que, chaque foîs que cela est possîble, le problème précède le cours. Toutefoîs, pour que l’on soît encouragé à le résoudre, la solutîon est le plus souvent déjà dans l’énoncé. Enin, pour résoudre les problèmes à la calculatrîce ou à l’ordînateur, la simulation informatiqueet lesméthodes de calcul informatiséessont îcî très largement utîlîsées. Sommaire 1. L’échange d’énergie dans les systèmes physiques et technologiques Énergîe et systèmesRégîmes transîtoîres. Systèmes bouclés 2. L’énergie électromagnétique Champs électromagnétîques et matérîauxLoîs physîques de l’électromagné-tîsme 3. La distribution de l’énergie électrique Régîmes alternatîfs sînusoïdauxCîrcuîts magnétîques en régîme dynamîque. TransformateursTechnologîe de la dîstrîbutîon Unités du SINotationsBibliographieIndex
Du même auteur :Électronîque de puîssance, conversîonÉlectrotechnîque : électromagnétîque, régulatîon et asservîssement. Cours complet îllustré de 97 exercîces résolus, 328 p.
re En 1 de couverture, de haut en bas: Pylônes électrîques haute tensîon © hxdyl/shutterstock.com. Poste de transformatîon HTA/BT © CIMOE. Tableau électrîque BT de commande © emel82/shutterstock.com. Réalîsatîon de la couverture: Chrîstophe Pîcaud
Code éditeur : G13919 ISBN: 9782212139198
Daniel Gaude
ÉLECTROTECHNIQUE Physique appliquée à la conversion et à la distributiondelénergieélectrique
ÉDïTïONS EYROES 61, b Sà-Gémà 75240 Pàŝ Céé 05 www.éôŝ-éôéŝ.çôm
Dû mêmé àûéû çé é mêmé Èéû
Électrotechnique :Électronique de puissance, conversion électromécanique, régulation et asservissement.Côûŝ ûŝÈ é 96 ééççéŝ Èŝôûŝ
E àçàô é à ô û 11 màŝ 1957,  éŝ é é éôûé Èàémé ôû àéémé é Èŝé ôûàé, ŝû qûéqûé ŝûô qûé çé ŝô, ŝàŝ ’àûôŝàô é ’Ééû ôû û Céé FàÇàŝ ’éôàô û ô é çôé, 20, ûé éŝ Gàŝ-Aûûŝŝ, 75006 Pàŝ.
© Gôûé Eôéŝ, 2014
ïSBN 978-2-212-13919-8
Table des matières
 Avantpropos..........................................................................................VIII
 Unités du système international....................................................................
 Notations principales......................................................................................
1.d’énergie dans les systèmes L’échange physiques et technologiques............................................
CHAPITRE 11Énergie et systèmes .....................................................................1.1L’énergie et la puissance ......................................................................... 1.1.1 Ééé é ŝŝèméŝ ........................................................................... 1.1.2 Tàŝé é ŝôçkàé ’Èéé .......................................................... 1.1.3 Ééé é ûŝŝàçé Èéçqûé .......................................................... 1.2Énergie et puissance mécanique .......................................................... 1.2.1 Tàŝàô éçé ........................................................................ 1.2.2 Rôàô ’û ŝôé àûôû ’û àé îé .......................................... 1.2.3 Pàŝéŝ ’û môûémé ................................................................... 1.2.4 Càé éàÈé ôû Èŝŝàé, çàé éààé ôû môçé .......... 1.3Situations problèmes en électromécanique ........................................ 1.3.1 Açô mÈçàqûé ééçÈé à ûé çàé é mÈçàqûé ................... 1.3.2 Côûé é éé ’ûé çàé àméÈŝ â ’àbé môéû ................... 1.3.3 MÈçàŝméŝ é màçéŝ ŝméŝ ...................................................... 1.3.4 ïÈéŝbÈ ’û mÈçàŝmé .......................................................... 1.3.5 Môûéméŝ é Lûéŝ ..................................................................... 1.4Énergie et puissance thermiques .......................................................... 1.4.1 à çàéû ......................................................................................... 1.4.2 Càŝŝéŝ é Èméŝ émqûéŝ éŝ môéûŝ ....................................... 1.4.3 MôÈŝàô émqûé û môéû ..................................................
CHAPITRE 12Régimes transitoires. Systèmes bouclés ................................1.5Transmittance et impédance de Laplace ............................................. 1.5.1 à àŝômàô é ààçé ’ûé ôçô û émŝ é ŝéŝ ôÈÈŝ ......................................... 1.5.2 Tàŝmàçé é ààçé – ïmÈàçé é ààçé ........................... 1.6Systèmes en boucle ouverte et en boucle fermée. Les bases de l’automatique linéaire .....................................................
X
XII
1
3 3 3 4 8 15 16 21 26 27 28 28 28 38 41 47 57 58 62 64
67 68
68 71
7
6
IV|Physique appliquée à la conversion et à la distribution de l’énergie électrique
1.6.1 Eéççé çôÈ 1-31 : RÈûàô émqûé ................................... 76 1.6.2 Fôçôŝ é àŝé ....................................................................... 80 1.6.3 MôÈŝàô éŝ ŝŝèméŝ ................................................................ 80 1.6.4 SàbÈ àbŝôûé éŝ ŝŝèméŝ bôûçÈŝ ............................................... 90 1.6.5 ïéîçàô éÈméàé ............................................................. 90 2.électromagnétique Énergie .............................................. 93
Champs électromagnétiques et matériaux ..........................95 CHAPITRE 21 2.1Notion physique de champ.......................................95............................. 2.1.1 Qû’éŝ-çé qû’û çàm ? é çàŝ é ’ÈéçômàÈŝmé ..................... 95 2.1.2 Fôçéŝ é Èéçôŝàqûé é é màÈôŝàqûé ................................. 99 2.2Champs et matière. Matériaux.............................................................. 103 2.2.1 Eçàô é ûçô màÈqûé. MàÈàû màÈqûé ................ 103 2.2.2 Eçàô é ûçô Èéçqûé. MàÈàû Èéçqûé ................... 108 2.2.3 MàÈàû màÈqûéŝ ..................................................................... 110 2.2.4 MàÈàû Èéçqûéŝ. Càm ŝû .......................................... 111 2.2.5 Tàbéàû é çômààŝô éé Èéçôŝàqûé é màÈŝmé ............. 112
CHAPITRE 22Les lois physiques de l’électromagnétisme ........................113 2.3Grandeurs et lois physiques intégrales et locales.............................. 114 2.3.1 Cômmé é éŝ-ô éû â ŝ’Èéŝŝé àû Lû é â à ççûàô ’û éçéû çàm ? ............................................. 114 2.3.2 Tôôôé éŝ çôôûŝ é éŝ ŝûàçéŝ, ççûàô é Lû .................. 115 2.3.3 U éémé ŝmé, éŝ ôŝ ’Om ôçàé é Èàé ........................ 117 2.3.4 ôŝ éŝ Lû éŝ ûçôŝ (Èméŝ ŝàqûéŝ) ................................. 119 2.3.5 ô é à ççûàô éŝ çàmŝ ’éçàô (Èméŝ ŝàqûéŝ) ............................................................................. 123 2.4Énergie stockée dans un champ électrostatique ou magnétostatique...................................................................................... 130 2.4.1 Eéççé çôÈ 2-13 : DéŝÈ ’Èéé (ûŝàbé) ŝôçkÈé àŝ û éŝàçé çàm Èéçqûé ...................................................... 131 2.4.2 DéŝÈ ’Èéé ÈÈméàé é Èéçôŝàqûé ............................... 132 2.4.3 DéŝÈ ’Èéé ÈÈméàé é màÈôŝàqûé ............................ 134 2.5Circuits magnétiques en magnétostatique.......................................... 137 2.5.1 Éûé qûààé ’ûé bôbé ’ûçô. Cçû màÈqûé àà ............................................................... 138 2.5.2 Aàôé ççû Èéçqûé-ççû màÈqûé .................................. 142 2.5.3 ’ûçàçé ôé, é à ŝqûé â ’Èéçôéçqûé ................... 145 2.5.4 Réàô Lû ôàû-çôûàŝ ........................................................... 153 2.6Les modifications des lois intégrales de circulation en régime dynamique55.................................................................1............
Table des matières|V
2.6.1 ’ûçô ÈéçômàÈqûé .......................................................... 156 2.6.2 à ô é Fààà é à ô é é ..................................................... 160 2.6.3 à Èàô ’û çôûà àŝ û çôûçéû é Èmé ààbé ............................................................................. 162 2.6.4 é Èôèmé ’Amèé é Èmé ààbé ........................................ 163 2.6.5 Pôû àé ûŝ ô : à ôààô éŝ çàmŝ Èéçqûéŝ é màÈqûéŝ ................................................................................. 164 3.distribution de l’énergie électrique La ...................... 169
CHAPITRE 31Régimes alternatifs sinusoïdaux ............................................171 3.1Puissances en régime alternatif sinusoïdal......................................... 171 3.1.1 éŝ àéûŝ Èéçqûéŝ éŝÈ é éŝô é Èmé ààbé ............................................................................. 172 3.1.2 Gàéûŝ ŝààÈéŝ ŝûŝôàéŝ, ôçàbûàé, Èûé màÈmàqûé ......................................................................... 173 3.1.3 é çômôémé éŝ çàéŝ Èàéŝ é Èmé àéà ŝûŝôà. Côéôŝ ôû û() é () ............................ 177 3.1.4 Pûŝŝàçéŝ é Èmé ŝûŝôà ........................................................ 178 3.1.5 Bà éŝ éàôŝ ûéŝ ................................................................... 184 3.1.6 Méŝûé é à ûŝŝàçé àçé : é wàmèé ...................................... 185 3.1.7 Fàçéû é qûàÈ é àçéû é Èŝôàçé é ’û ççû RC ŝÈé ................................................................... 186 3.2Le régime alternatif sinusoïdal triphasé............................................... 189 3.2.1 éŝ àŝÈéŝ ............................................................................... 190 3.2.2 Côûàéŝ ŝû à é àŝÈé é Èçééûŝ ôû ÈÈàéûŝ éqûéŝ ................................................................. 190 3.2.3 Pûŝŝàçéŝ é Èmé àéà ŝûŝôà àŝÈ ÈqûbÈ .............. 193 3.2.4 SçÈmà Èqûàé môôàŝÈ ......................................................... 196 3.2.5 Cçûŝ àŝÈŝ ÈŝÈqûbÈŝ ......................................................... 197
Circuits magnétiques en régime dynamique. CHAPITRE 32 Transformateurs ........................................................................203 3.3Bobine d’induction en régime dynamique..........320................................ 3.3.1 Eéççé çôÈ 3-12 : Éôûô é ’Èéé àŝ ûé bôbé é Èmé àŝôé ...................................................... 203 3.3.2 Bôbé ŝàûàbé é ŝÈÈqûé é Èmé ààbé .......................... 206 3.3.3 Smûàô ’ûé bôbé é Èmé ààbé ..................................... 208 3.4Transformateurs....................................................................................... 212 3.4.1 à ŝûçûé é bàŝé ’û àŝômàéû â éû éôûéméŝ é à ÈàÈ éçôôqûé ........................................... 212 3.4.2 é àŝômàéû é Èmé ŝûŝôà é é môôàŝÈ ................. 218 3.4.3 Aûôàŝômàéû .......................................................................... 228
VI|Physique appliquée à la conversion et à la distribution de l’énergie électrique
3.4.4 é àŝômàéû é Èmé àéà ŝûŝôà àŝÈ ................ 229 3.4.5Pôû àé ûŝ ô : Tàŝômàéûŝ àŝÈŝ é Èméŝ ÈŝÈqûbÈŝ .................................................................... 239
3...............................................Technologie de la distribution 249 CHAPITRE 3 3.5Protection des biens................................................................................ 250 3.5.1 Aàéàé Èéçqûé. DÈîô é ŝmbôŝàô ......................... 250 3.6Protection des personnes physiques.................................................... 261 3.6.1 éŝ àéŝ û çôûà Èéçqûé ..................................................... 261 3.6.2 RÈméŝ é éûé ôû ŝŝèmé é àŝô â à éé S..T. .................. 264
 Bibliographie.........................................................................................268
 Index......................................................................................................271
Sommairede l’autre volume d’électrotechnique Électronique de puissance conversion électromécanique régulation et asservissement
1.de puissance Électronique
La modulation de l’énergie électrique par l’électronique CHAPITRE 11 de puissance 1.1Les principes de base de l’électronique de puissance 1.2Les composants électroniques principaux 1.3La fonction modulation des signaux électriques continus 1.4La fonction redressement 1.5L’analyse harmonique des signaux 1.6La fonction onduleur 1.7Une application de l’électronique de puissance : la conversion d’énergie photovoltaïque
2.conversion électromécanique La
TRE 21Caractères généraux des convertisseurs CHAPI électromécaniques électromagnétiques 2.1Énergie électromagnétique et électromécanique
2.2Étude technologique des machines électriques 2.3Puissances et couples
Table des matières|VII
CHAPITRE 22Application aux moteurs à courant continu 2.4Les machines à enroulements pseudostationnaires et la commutation électromécanique 2.5Les moteurs brushless et la commutation électronique 2.6La commande des moteurs à courant continu
CHAPITRE 23Les convertisseurs synchrones et leur commande 2.7Les alternateurs et moteurs synchrones triphasés 2.8Les moteurs pas à pas
CHAPITRE 24La machine asynchrone triphasée et sa commande 2.9La machine asynchrone triphasée. Étude physique 2.10Le moteur asynchrone triphasé. Techniques de commande
3.et automatique Électrotechnique
CHAPITRE 3Régulation et asservissement en électromécanique 3.1Le problème de base 1. Asservissement ou régulation de vitesse 3.2Le problème de base 2. Asservissement de position d’un groupe tournant
Avantpropos
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