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MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE INSTITUT

MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE INSTITUT SUPERIEUR DES ETUDES TECHNOLOGIQUES DE KELIBIA SUPPORT DE COURS CIRCUITS ELECTRIQUES Profil : Licence appliquée en Génie Electrique ou en Génie Maritime Niveau : Première année Version 6.2 Décembre 2018 Préparé par : Mme Narjess SGHAIER Mme Fèdia DOUIRI Année Universitaire 2018/2019 AVANT-PROPOS Ce livre est consacré à l’étude des circuits électriques en régime continu, en régime sinusoïdal monophasé et régime sinusoïdal triphasé. Il est destiné aux étudiants des établissements de l’enseignement supérieur (ISET, L1). Le livre présente des chapitres qui sont composés de la même façon : - Un aperçu théorique ; - Un nombre d’exercices résolus et des questions de contrôle. Le présent ouvrage reflète l’expérience acquise par les auteurs pendant plusieurs années de travail pédagogique dans l’enseignement supérieur, ainsi que leurs études dans les cycles technicien et ingénieur en sciences de l’informatique industrielle & l’automatique à l'Ecole Nationale d'Ingénieurs de Monastir et à l’Institut National des Sciences Appliquées et de Technologie de Tunis. Le cours présenté dans ce recueil, a été élaboré par les auteurs eux-mêmes et l’accessibilité des explications a été testée au cours des travaux pendant plusieurs semestres universitaires avec les étudiants de l’Institut Supérieur des études Technologiques de Nabeul et l’Institut Supérieur des études Technologiques de Kélibia. Les auteurs expriment leur gratitude à ceux qui ont fait des observations utiles et ont apporté leur aide à la préparation de cet ouvrage et, notamment, à Mr KCHAOU MOURAD. De même les auteurs adressent d’avance leurs remerciements aux lecteurs qui voudront bien faire part de leurs critiques et de leurs remarques constructives. Auteurs : Mme Narjess SGHAIER Mme Fèdia DOUIRI Préambule Population : Etudiants de 1ère année Génie Electrique et de 1ère année Génie Maritime de l’ISET Crédits : 3 Volume Horaire : 42 heures par semestre Nature du cours : Cours Intégrés (2/3 Cours , 1/3 TDs) Pré-requis : Notions de mathématiques, notions de physique de base Langue : Français Objectifs du cours Permettre aux étudiants de connaître les différentes lois et les théorémes appliquées en régime linéaire continu , rappeler les étudiants du régime sinusoidal monophasé permanent ensuite étude de quelques circuits en régime sinusoidal triphasé. Évaluations Devoir surveillé d'une heure ; Examen final écrit de durée 1 heure et demi sur tout le programme. Moyens Pédagogiques Support de cours papier ; Support de cours numérique ; Support de Travaux Dirigés ; Recueil de Devoirs Surveillés et Examens. Supports et Références Bibliographiques [1] Yves Granjon, ‘‘Exercices et problèmes d’électricité générale’’, Edition Dunod, 2003. [2] Dominique Meier, ‘‘Electrocinétique Exercices corrigés’’, Edition Ellipse, 2003. [3] Taher Neffati, ‘‘Electricité générale – Analyse et synthèse des circuits’’, Edition Dunod, 2003. [4] B. Dupart, ‘‘Mesure et essais d’électricité’’, Edition Dunod, 1997. [5] H. Lumbroso, ‘‘Electrocinétique, électronique cours et exercices corrigés’’, Edition Dunod, j'intègre, 1996. [6] H. Lumbroso, ‘‘103 exercices corrigés 2éme année’’, Edition Dunod, j'intègre, 1996. [7] J.Randria et J.Soubrenne, ‘‘Electrocinétique exercices corrigés’’, Edition Ellipses, 2002. SOMMAIRE Chapitre 1 : LES DIPOLES ELECTRIQUES 1. Définition ............................................................................................... 1 2. Caractéristiques d’un dipôle ................................................................... 1 3. Dipôle récepteur - dipôle générateur ....................................................... 2 3.1. Convention générateur .................................................................... 2 3.2. Convention récepteur ...................................................................... 2 4. Dipôles passifs usuels ............................................................................ 3 5. Dipôles actifs usuelses ........................................................................... 7 6. Associations de Dipôles ........................................................................ 10 6.1. Mise en série de résistances ......................................................... 10 6.2. Mise en série de capacités ............................................................ 10 6.3. Mise en série d’inductances ........................................................... 10 6.4. Mise en série de sources de tension ............................................... 11 6.5. Mise en parallèle de résistances .................................................... 11 6.6. Mise en parallèle de capacités ....................................................... 12 6.7. Mise en parallèle d’inductances ..................................................... 12 6.8. Mise en parallèle de sources de courant ......................................... 13 7. Transformation triangle-étoile ............................................................... 13 Chapitre 2 : LES CIRCUITS ELECTRIQUES LINEAIRES EN REGIME CONTINU 1. Introduction ......................................................................................... 15 2. Définition ............................................................................................. 15 3. Les lois de Kirchoff ............................................................................... 16 4. Diviseur de tension- diviseur de courant ............................................... 17 5. Théorème de superposition ................................................................... 18 6. Théorème de Millman ........................................................................... 20 7. Théorème de Thevenin .......................................................................... 21 8. Théorème de Norton ............................................................................. 22 Chapitre 3 : LES CIRCUITS ELECTRIQUES LINEAIRES EN REGIME SINUSOIDAL MONOPHASE PERMANENT 1. Définition ............................................................................................. 25 1.1. Définitions ................................................................................... 25 1.2. Valeur moyenne ........................................................................... 25 1.3. Valeur efficace ............................................................................. 26 2. Représentation des grandeurs sinusoïdales .......................................... 26 2.1. Représentation vectorielle de Fresnel ........................................... 26 2.2. Représentation complexe ............................................................. 27 3. Circuits élémentaires en régime sinusoïdal ............................................ 28 3.1. Eléments de base ......................................................................... 28 3.2. Associations d'éléments ............................................................... 29 3.3. Etude de quelques circuits ............................................................ 30 4. Considérations énergétique en régime sinusoïdal ..................................... 33 4.1. Puissance instantanée .................................................................. 33 4.2. Puissance active ou puissance moyenne ...................................... 33 4.3. Puissance réactive ....................................................................... 33 4.4. Puissance apparente .................................................................... 34 4.5. Puissance apparente compexe ....................................................... 34 4.6. Puissance consommée par les circuits ........................................... 34 4.7. Théorème de conservation des puissances:théorème de Boucherot 35 5. Transport de l’énergie électrique ........................................................... 36 5.1. Principe et amélioration ................................................................ 36 5.2. Amélioration de l’efficacité : relèvement du facteur de puissance ... 37 Chapitre 4 : LES CIRCUITS ELECTRIQUES LINEAIRES EN REGIME SINUSOIDAL TRIPHASE 1. Système triphasé ................................................................................... 39 1.1. Introduction ................................................................................. 39 1.2. Définitions ................................................................................... 40 1.3. Système triphasé en tension ........................................................ 41 1.3.1. Définitions .......................................................................... 41 1.3.2. Relations entre tensions simples ......................................... 41 1.3.3. Intérêt du triphasé ............................................................ 42 1.3.4. Couplages d’une source triphasée ...................................... 43 2. Charge en étoile ou en triangle ............................................................. 44 2.1. Charge triphasée équilibrée ........................................................... 44 2.2. Définitions .................................................................................... 44 2.3. Connexion en étoile ....................................................................... 45 2.4. Connexion en triangle ................................................................... 46 2.5. Schéma monophasé équivalent ..................................................... 48 3. Puissance en régime triphasé ............................................................... 49 3.1. Puissance absorbée par une charge triphasée ............................... 49 3.2. Puissance dans un système triphasé à charge équilibrée .............. 49 3.3. Puissance complexe en triphasé ................................................... 51 3.4. Théorème de Boucherot ............................................................... 51 3.5. Mesure des puissances active et réactive en triphasé équilibré ..... 52 3.5.1. Appareil de mesure ............................................................ 52 3.5.2. Méthode de mesure utilisant un seul wattmètre .................. 52 3.5.3. Méthode de mesure utilisant deux wattmètres ................... 53 uploads/Litterature/ sommaire-2.pdf