Puissances en alternatif

[marc.suisse]

Bonjour à tous

Lors de mon apprentissage, il y a 10 ans, nous avions abordé en électrotechnique les termes de puissances en alternatif, respectivement les termes suivants :

• Puissance apparente

• Puissance active

• Puissance réactive

Seulement voilà, je ne suis toujours pas capable de comprendre ces différents termes et à quoi ils correspondent malgré de nombreux liens lus, dont celui-ci http://www.epsic.ch/branches/electro...uialt/340.html .

Dans les messages #30 à #34 de la discussion suivante, http://forums.futura-sciences.com/el...eraleoe-2.html, ces termes ont été abordés, mais je préfère ouvrir une nouvelle discussion spécialement dédiés à ceux-ci.

Je reprends ci-dessous ce que j'ai compris :

On imagine un transformateur alimenter un circuit purement résistif, la puissance délivrée sera facile à calculer car il n'y aura pas de déphasage dans la charge.

Si par contre la charge devient plus complexe ou de nature inconnue, on peut parler de charge à comportement réactifs, on ne pourra donc pas calculer la puissance de sortie de transformateur avec la même formule que dans le cas d'une charge purement résistive car il y aura un déphasage entre le courant et la tension.

Mais c'est plus ou moins tout ce que j'ai compris...

J'ai cherché un peu sur le net et j'ai bien découvert des discussions, la plupart de ce forum, mais elles ne sont vraiment pas claires.

Quelqu'un pourrait-il par hasard svp m'expliquer ces différents termes d'une manière la plus limpide possible ?

En ce qui concerne la puissance réactive, j'ai découvert ce lien, http://www.slideshare.net/LeonardoEN...e-presentation, qui me semble assez bien fait.

Cela voudrait dire que la puissance réactive est un "phénomène" contre lequel la puissance active doit lutter afin d'obtenir un équilibre ?

Merci d'avance !
-----

[erff]

Salut

Je te donne ma vision des chose qui me satisfait. Je me place dans le cas d'une charge linéaire.

Dans la vie, physiquement, il n'y a que la puissance !!! Le reste, ce sont des artifices mathématiques sans manifestation physique directe...qu'on a voulu définir...on aurait tout aussi bien pu s'en passer.
La puissance instantanée reçue dans la charge orientée en convention récepteur

Maintenant on peut calculer une puissance moyenne sur une période de 20ms (50Hz)

valable quel que soit T, un temps quelconque (qu'on prend souvent égal à 0), et où phi est le déphasage courant/tension (on est en régime linéaire, tension sinus)

Ensuite, on définit la puissance apparente qui n'a un sens que par sa valeur moyenne (il n'existe pas de puissance apparente instantanée), comme
On a la formule avec le cos(phi) on définit alors celle avec un sin(phi) qui donne Q=UI/2*sin(phi)

Immédiatement on voit qu'à puissance constante le fait de diminuer cos(phi) implique d'augmenter sin(phi) et I, et donc d'augmenter Q et S
Bref, pour le même nombre de Watt, on va devoir faire transiter un courant de plus forte valeur ce qui n'est pas terrible (+ de pertes, car plus d'échauffement etc...). Q permet de quantifier cela...

En régime non-linéaire, (U et/ou I non sinus) il y a une autre définition de Q qui essaie de rendre compte de l'énergie échangée entre géné et source sans être consommée...mais a priori elle ne fait pas l'unanimité...je pense que parler de Q n'est adapté qu'en régime linéaire.

Ce qu'il faut, c'est s'habituer aux manipulations permettant de calculer des grandeurs connaissant Q, S et P, mais je ne pense pas qu'il faille associer un phénomène physique en ce qui concerne S et Q...Seul P a un sens physique (P grand dans une résistance implique ça chauffe beaucoup...par exemple...mais Q grand n'apporte rien, si ce n'est une relation mathématique reliant tension courant et déphasage).

[calculair]

bonjour,

Encourant alternatif le courat et la tension ne sont pas toujours en phase
la puissance appararente est le produit des valeurs efficaces tension par courant


Dans le cas des selfs ou des capacités, le courant et la tension sont dephasés de 90° La puissance active est nulle. Toute la puissance est reactive. Ces elements sont non dissipatifs, pas de degagement d'energie

Dans le cas d'une resistance pure tension et courant sont en phase, toute la puissance est active et la resistance chauffe.

[DAUDET78]

Seulement voilà, je ne suis toujours pas capable de comprendre ces différents termes et à quoi ils correspondent malgré de nombreux liens lus, dont celui-ci http://www.epsic.ch/branches/electro...uialt/340.html

Moi, je ne comprend pas ton approche
Tu as un cours très bien fait :
http://www.epsic.ch/branches/electro...uialt/340.html
[HorsSujet]
A propos : on ne fait jamais un copié/collé d'un lien WEB d'une discussion à une autre ... ça casse le lien.
[/HorsSujet]

Tout y est bien expliqué : active, réactive etc. Et tu ouvres une nouvelle discussion sur ce même sujet . Tu veux que l'on fasse du copié/collé de ce document dans nos réponses? Si tu n'est pas capable de comprendre ce qui est marqué dans ce cours ..... c'est qu'il faut changer de métier ! Mais ce n'est pas cinquante discussions qui pourront t'éclairer plus.

[A voir en vidéo sur Futura]

[marc.suisse]

Bonjour à tous

Dans le cas des selfs ou des capacités, le courant et la tension sont dephasés de 90° La puissance active est nulle. Toute la puissance est reactive. Ces elements sont non dissipatifs, pas de degagement d'energie

Quand tu dis qu'ils sont non dissipatifs, tu veux dire par là qu'ils ne chauffes pas ?

Je suppose donc qu'un moteur par exemple ne fait pas partie de cette catégorie ?

Je tenais quand même à répondre à Daudet.

[HorsSujet]
A propos : on ne fait jamais un copié/collé d'un lien WEB d'une discussion à une autre ... ça casse le lien.
[/HorsSujet]

Je ne savais pas, mais comment cela se fait-il ?

Si tu n'est pas capable de comprendre ce qui est marqué dans ce cours ..... c'est qu'il faut changer de métier ! Mais ce n'est pas cinquante discussions qui pourront t'éclairer plus.

Eh bien j'avoue, oui, je n'arrive pas à comprendre le principe, en ce qui concerne mon métier, merci de t'en inquiéter, mais je considère que je suis performant dans celui-ci et donc je n'ai pas besoin d'en changer.

Ces recherches ne se font qu'à titre de curiosité personnelle, justement car je n'avais pas compris ces termes à l'époque.

Ma démarche partait dans l'idée que quelqu'un aurait éventuellement une explication claire pour moi, on ne sait jamais, sur un malentendu...

[DAUDET78]

Je ne savais pas, mais comment cela se fait-il ?

C'est un problème de vBulletin (qui est le moteur de tous les forum ... ou presque. Quand tu mets un lien, il plante devant des balises {url}http://www.epsic.ch/branches/electrotechnique/theorie/puialt/340.html{/url}
et il affiche en bleu le début et la fin du lien en mettant des "......." entre les deux. Il conserve l'adresse entière quelque part (où? j'en sais rien !)

Si tu fais un copié/collé tu copies l'adresse du lien "réduite" (et qui ne marche pas !

PS : j'ai utilisé des {} à la place des [] pour que Vbulletin ne les interprète pas comme une adresse valable

adresse copié/collé http://www.epsic.ch/branches/electro...uialt/340.html .
adresse bonne http://www.epsic.ch/branches/electro...uialt/340.html
elles semblent identiques. fait un "Citer" comme pour me répondre et regarde les liens ... tu vois la différence !

[polo974]

Bonjour à tous
Quand tu dis qu'ils sont non dissipatifs, tu veux dire par là qu'ils ne chauffes pas ?

ils ne fournissent pas d'énergie vers autre chose (mécanique, chimique, thermique...)

Je suppose donc qu'un moteur par exemple ne fait pas partie de cette catégorie ?

pas à 100%, car tout n'est pas blanc ou noir, un moteur étant constitué de bobinages, il est en partie inductif...

La puissance (appelée active), c'est donc tout ce qui sort du système électrique sous forme de chaleur, mouvement, hydrolyse ou autre.

La chose appelée "puissance réactive", c'est en fait la puissance que le circuit absorbe pendant un quart de période pour le restituer aussitôt durant le quart de période suivant.
Bref c'est des allez-retour de courants qui ne font qu'obliger à sur-dimensionner le réseau.

Pour contrer cette circulation entre la centrale et le consommateur, il "suffit" de mettre des réservoirs d'énergie qui ont le comportement exactement inverse (du condo quand on est selfique et vice versa).

Localement, entre le moteur et le condo, rien n'a changé, mais au-delà, edf est plus content...

[inviteb71ecc36]

C'est un problème de vBulletin (qui est le moteur de tous les forum ... ou presque. Quand tu mets un lien, il plante devant des balises {url}http://www.epsic.ch/branches/electrotechnique/theorie/puialt/340.html{/url}
et il affiche en bleu le début et la fin du lien en mettant des "......." entre les deux. Il conserve l'adresse entière quelque part (où? j'en sais rien !)

Si tu fais un copié/collé tu copies l'adresse du lien "réduite" (et qui ne marche pas !

PS : j'ai utilisé des {} à la place des [] pour que Vbulletin ne les interprète pas comme une adresse valable

adresse copié/collé http://www.epsic.ch/branches/electro...uialt/340.html .
adresse bonne http://www.epsic.ch/branches/electro...uialt/340.html
elles semblent identiques. fait un "Citer" comme pour me répondre et regarde les liens ... tu vois la différence !

[hors-sujet]
Ce n'est pas en plantage, c'est juste une troncature du lien qui évite de bouffer la mise en page si le lien est vraiment très très long.
Le lien entier est accessible en citant le message auquel en répond: grâce au bouton , le lien se trouve dans les balises [*URL]
[/hors-sujet]

[DAUDET78]

[hors-sujet]
Ce n'est pas en plantage, c'est juste une troncature du lien qui évite de bouffer la mise en page si le lien est vraiment très très long.
Le lien entier est accessible en citant le message auquel en répond: grâce au bouton , le lien se trouve dans les balises [*URL]
[/hors-sujet]

Pour répéter ce que j'avais déjà expliqué ... tu pouvais éviter cette réponse

[inviteb71ecc36]

Pour répéter ce que j'avais déjà expliqué ... tu pouvais éviter cette réponse

Tu demandais pourquoi le lien "plantait", j'ai répondu, non ?

[stefjm]

Ce qu'il faut, c'est s'habituer aux manipulations permettant de calculer des grandeurs connaissant Q, S et P, mais je ne pense pas qu'il faille associer un phénomène physique en ce qui concerne S et Q...Seul P a un sens physique (P grand dans une résistance implique ça chauffe beaucoup...par exemple...mais Q grand n'apporte rien, si ce n'est une relation mathématique reliant tension courant et déphasage).

Bof, bof bof...

La "réalité" de la puissance réactive, on la voit bien lorsqu'une machine synchrone fume parce que Q dépasse S admissible. (même si P=0)

http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post1739968

Cordialement.

[invite9052eec1]

Bonjour à tous;

A première vue, la première méthode simple que JE VOIS pour aborder les puissances en alternatif, c'est d'aborder les impédances en alternatif (ou en continue, peu importe).

C'est à dire la partie réelle et "imaginaire" des impédances.

Se sont les impédances qui font le déphasage entre courant et tension.

Je dis sans doute des aneries pour les "pro classe ++", mais c'est ainsi que je vois les choses.

[stefjm]

Bonjour à tous;

A première vue, la première méthode simple que JE VOIS pour aborder les puissances en alternatif, c'est d'aborder les impédances en alternatif (ou en continue, peu importe).

C'est à dire la partie réelle et "imaginaire" des impédances.

Se sont les impédances qui font le déphasage entre courant et tension.

Je dis sans doute des aneries pour les "pro classe ++", mais c'est ainsi que je vois les choses.

Les impédances en continu, c'est assez limité...
Surtout pour parler de déphasage.

[erff]

La "réalité" de la puissance réactive, on la voit bien lorsqu'une machine synchrone fume parce que Q dépasse S admissible. (même si P=0)

Oui et non, car ce qui fait que ça fume c'est la puissance active dépensée dans les résistances des bobines - si le moteur est parfait : pas de saturation, pas de pertes, pas de phénomène non linéaire, on pourrait mettre autant de Q qu'on désire. Q nous donne juste une relation entre la tension d'entrée et le courant.
Enfin c'est ma façon de voir les choses.

[calculair]

Bonjour,

Il faut avouer que physiquement ce n'est pas evident d'admettre qu'un dipole avec U aux bornes et un coura t I qui le traverse comme un condensateur ne consomme aucune puissance active en moyenne sur une periode complète.

Il y a en fait absortion d'energie et restitution.

Le calcul integral de P = 1/T somme de u(t) i(t) dt sur une periode permet de commencer à comprendre.

Si le courant ou la tension n'est pas periodique même les composants ( dits non dissipatifs en alternatifs vont consommer de la vraie energie à la source electrique

[marc.suisse]

Bonjour à tous

La réponse de polo974 m'a permis de commencer à comprendre le concept, merci évidemment aux autre protagonistes

Voilà ce que je comprends à l'heure actuelle :

Dans une charge purement résistive, il n'y aura pas de déphasage entre le courant et la tension, on parle donc de puissance active.

La formule correspondante est la suivante : U X I X Cos phi

Etant donné que le Cos phi ( facteur de puissance ) dépend de l'angle de déphasage, comme il y en a pas dans un circuit résistif, Cos phi vaudra 1.

Dans le cas d'une charge non résistive, que je qualifierais de parfaite, le courant et la tension seront déphasés l'un par rapport à l'autre de 90 degrés, suivant le circuit, capacitif ou inductif, le courant sera soit en avance par rapport à la tension ou vice-versa.

Dans ce cas là, donc des 90 degrés de déphasage, la puissance moyenne est nulle, on pourrait donc parler de puissance active de valeur 0.

C'est là qu'interviendrait la puissance apparente qui sert à qualifier le travail réellement effectué par la charge.

Si le déphasage est autre que 90 degrés, la puissance sera non nulle et on pourra parler de puissance active.

Pour la puissance réactive, je comprends donc qu'elle consommée par la charge pendant un quart de période et elle immédiatement restituée lors du quart de période suivant.

Mais où va-t-elle ? Retourne-elle chez le fournisseur d'énergie ?

[calculair]

bonjour,

Oui le founisseur d'energie doit transporter la puissance reactive, et comme cette puissance correspond à un courant, ce courant creé des pertes dans les lignes ( au niveau de la ligne de transport ohmique, cette puissance est active)

C'esp pour cela que les contrats des industriels ont des clauses sur le cos phi et un compteur de puissance reactive. Ils peuvent être penalisés si la puissance reactive depasse un certain seuil.

[stefjm]

Oui et non, car ce qui fait que ça fume c'est la puissance active dépensée dans les résistances des bobines - si le moteur est parfait : pas de saturation, pas de pertes, pas de phénomène non linéaire, on pourrait mettre autant de Q qu'on désire. Q nous donne juste une relation entre la tension d'entrée et le courant.
Enfin c'est ma façon de voir les choses.

Je trouve que c'est bien théorique comme façon de voir les choses.
A ce compte là, dans le monde des bisounours, une machine synchrone a une puissance apparente illimitée!
On fait ce que l'on veut avec P et Q. (pas de limitation mécanique non plus!)

L'intérêt de quantifier cette puissance, c'est que justement, S peut être utilisée soit comme P (moteur ou générateur synchrone), soit comme Q (compensateur synchrone), soit comme un mélange des deux.

Accorder un sens physique à P et le refuser à Q n'est pas logique.

Un autre sens physique de Q est l'énergie échangée sur un quart de période : Plus Q est importante, plus il y a de quantité d'énergie (bien réelle) qui fait le va et vient (parfois pour rien) entre la source et la consommation.
Dans le cas du compensateur synchrone, on se débrouille pour que ce va et vient compense un autre va et vient déphasé pour qu'au total, on annule ces échanges d'énergies parasites.

Comme l'a signaler Calculair, cette échange d'énergie pour rien provoque des courants.

Une analogie que j'aime bien est celle du compte bancaire.

Quand P>0, votre compte bancaire voit son solde augmenter en fin de mois. (et diminuer si P<0)
On peut avoir P=0, ie compte équilibré en fin de mois.
Cela ne signifie pas qu'il n'y a pas eu mouvement d'argent d'où l'existence de la grandeur Q.

Dans le cas bancaire, le sens du signe de Q est moins clair qu'en électricité. Mais en cherchant un peu, je devrais pourvoir en trouver un... (du genre déphasage entre solde et mouvement d'argent, Q d'un signe donné si le solde est en avance sur les mouvements d'argent.)

Cordialement.

[marc.suisse]

Bonsoir Messieurs et merci de l'intérêt que vous portez à ma question

Que je sois bien sûr d'être sur le bon chemin, confirmez-vous, par rapport à ma réponse #16 que je comprends bien le principe pour l'instant ?

[stefjm]

Dans ce cas là, donc des 90 degrés de déphasage, la puissance moyenne est nulle, on pourrait donc parler de puissance active de valeur 0.
C'est là qu'interviendrait la puissance apparente qui sert à qualifier le travail réellement effectué par la charge.

La puissance apparente caractérise l'ensemble actif et réactif puisque S^2=P^2+Q^2=VI (fois trois si tri)
C'est une grandeur de dimensionnement car elle caractérise à la fois la tension et le courant.

Q ne caractérise pas un travail mécanique mais simplement une énergie stockée provisoirement dans un élément inductif ou capacitif puis rendue à la source. Cette énergie stockée provisoirement est nécessaire à certain fonctionnement et parfois trop présente.

ex1 : un moteur asynchrone consomme du réactif inductif pour créer le champ magnétique qui permet de le faire fonctionner.

ex2 : un onduleur non autonome a besoin de consommer du réactif sur le réseau pour faire commuter ses composants.

ex3 : Le moteur synchrone est sympa car on peut régler P en jouant sur la charge mécanique et régler Q en jouant sur l'excitation.

Si le déphasage est autre que 90 degrés, la puissance sera non nulle et on pourra parler de puissance active.
Pour la puissance réactive, je comprends donc qu'elle consommée par la charge pendant un quart de période et elle immédiatement restituée lors du quart de période suivant.
Mais où va-t-elle ? Retourne-elle chez le fournisseur d'énergie ?

Oui.
Un allé retour inutile d'un point de vue puissance moyenne.
Comme si vous me donniez 20 000 que je vous rend avant que votre banque ne s'en aperçoive.
En valeur moyenne, il ne s'est rien passé mais en transitoire, il y a eu flux d'argent.

Tout ce que je n'ai pas cité dans votre message me parait correct.

Cordialement.

[stefjm]

Dans ce cas là, donc des 90 degrés de déphasage, la puissance moyenne est nulle, on pourrait donc parler de puissance active de valeur 0.
C'est là qu'interviendrait la puissance apparente qui sert à qualifier le travail réellement effectué par la charge.

La puissance apparente caractérise l'ensemble actif et réactif puisque S^2=P^2+Q^2=VI (fois trois si tri)
C'est une grandeur de dimensionnement car elle caractérise à la fois la tension et le courant.

Q ne caractérise pas un travail mécanique mais simplement une énergie stockée provisoirement dans un élément inductif ou capacitif puis rendue à la source. Cette énergie stockée provisoirement est nécessaire à certain fonctionnement et parfois trop présente.

ex1 : un moteur asynchrone consomme du réactif inductif pour créer le champ magnétique qui permet de le faire fonctionner.

ex2 : un onduleur non autonome a besoin de consommer du réactif sur le réseau pour faire commuter ses composants.

ex3 : Le moteur synchrone est sympa car on peut régler P en jouant sur la charge mécanique et régler Q en jouant sur l'excitation.

Si le déphasage est autre que 90 degrés, la puissance sera non nulle et on pourra parler de puissance active.
Pour la puissance réactive, je comprends donc qu'elle consommée par la charge pendant un quart de période et elle immédiatement restituée lors du quart de période suivant.
Mais où va-t-elle ? Retourne-elle chez le fournisseur d'énergie ?

Oui.
Un allé retour inutile d'un point de vue puissance moyenne.
Comme si vous me donniez 20 000 € que je vous rend avant que votre banque ne s'en aperçoive.
En valeur moyenne, il ne s'est rien passé mais en transitoire, il y a eu flux d'argent.

Tout ce que je n'ai pas cité dans votre message me parait correct.

Cordialement.

[polo974]

...
Oui.
Un allé retour inutile d'un point de vue puissance moyenne.
Comme si vous me donniez 20 000 que je vous rend avant que votre banque ne s'en aperçoive.
En valeur moyenne, il ne s'est rien passé mais en transitoire, il y a eu flux d'argent.

Tout ce que je n'ai pas cité dans votre message me parait correct.

Cordialement.

En fait la banque voit passer le flux et facture des commissions de transactions, c'est pour ça qu'il vaut mieux éviter de les faire circuler...

Idem pour le courant en déphasage, comme il circule, l'intermédiaire le fait payer... Et cela, en permanence!