Triphasé - polyphasé

[invite31607802]

Bonjour à tous,

Je compte faire mon TIPE sur le triphasé et en gros autour de la question suivante : pourquoi on utilise du triphasé et pas du biphasé ou du quadriphasé ?
Il faut donc que je détermine précisément les avantages et inconvénients du triphasé pour mener l'étude sur les autres systèmes polyphasés pour voir s'ils ont aussi les avantages du triphasé et s'ils n'ont pas ses inconvénients. Mais je n'ai trouvé nul part les avantages précis ni réellement leurs explications. Et c'est là que vous intervenez ! . Alors je vais vous dire un peu ce que j'en ai compris en espérant que vous complèterez la liste et que vous me fournirez des explications plus précises :

Avantages du triphasé:
-les économies en câbles électriques. Si on branche en étoile les récepteurs, on n'a pas besoin de neutre car les phases se compensent donc il faut un câble en moins sur les lignes haute tension c'est ça ? (mais alors avec deux phases déphasées de Pi/2 on a la même chose ?)
Au fait, doit-on brancher un tiers des récepteurs (résistances) sur chaque phase avant le nœud ? car sinon la consommation n'est pas équilibré c'est pas terrible je suppose.
Et puis aussi si on met un condensateur sur une phase, alors la phase en question sera diminuée de Pi/2 et on n'aura plus de compensation au niveau du nœud c'est embêtant ça non ?
J'ai aussi entendu parler de la réduction des chutes en tension et de la réduction de la section de câble mais là, impossible d'en savoir davantage...?
- pour les moteurs et grosses machines, c'est plus pratique car le triphasé permet d'avoir des puissances plus importantes c'est ça ? Mais pourquoi ? est ce parce qu'on peut se brancher entre 2 phases alors on a du 380V donc P=U.I est plus grand ? parce que il n'y a qu'un facteur racine de 3 en plus c'est pas si énorme que ça

Inconvénients :
-...
(J'en ai pas trouvé mais ça me paraît trop facile )

Et aussi : sur les prises j'ai vu qu'il y avait 5 trous (alors que le neutre n'est pas nécessaire ?), et alors on peut choisir du 220 entre une phase et le neutre ou du 380 entre deux phases c'est ça ?

Voila un peu où je suis dans mes réflexions donc votre aide est la bienvenue ! Je sais qu'il y a beaucoup de questions donc je tiens à préciser que même si vous ne répondez qu'à une partie vous m'en verrez déjà ravi =)

Merci d'avance !
-----

[Flyingsquirrel]

Discussion déplacée dans le forum de physique.

[f6bes]

Bjr aeuio,
Un peu de lecture:
http://www.stielec.ac-aix-marseille....t/triphase.htm

Réduction de section de cable: si tu transportes avec 3 cables, à puissance EGALE te faudras MOINS de grosseur de cable qu'en mono.

Inconvénients: nécessite des "récepteurs" triphasés. C'est génant pour une ..cafetiére !!
Faut cabler au minimum avec 3 fils (le cuivre c'est pas gratuit).

Autre inconvénients , mais non électrique: l'abonnement triphasé chez EDF te contraint à BIEN équilibré tes phases (ce qui parfois n'est pas forcément évident)
Avec 3x4 kw = 12 kw, suffit de dépasser 4 kw sur une phase pour disjoncter , meme si la totalité de ton contrat ( 12 kw) n'est pas atteinte.
En mono tu peux aller jusqu'à la limite de ton contrat 12 kw sans que cela disjoncte.

Donc chaque DIVERS usage à sa solution adaptée.
Tri= grosse puissance à transiter et d'utilisation
Mono= "petite" puissance d'uage général.

A+

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Il y a une autre avantage au triphasé: la puissance instantanée pour un triphasée équilibré est constante. Cela veut dire que le couple sur les générateurs est aussi constant: les machines "tournent rond". Avec du monophasé, la puissance instantanée n'est pas constante, le couple non plus et les efforts mécaniques varient durant le cycle, ce qui n'est pas bon pour la fatigue des matériaux.
Cette constance du couple se retrouve aussi dans les moteurs triphasés.

Autre avantage: les transformateurs triphasés ne sont que 40% plus lourds et encombrants qu'un transfo pour une seule des trois phases.

Et trois est le nombre minimum de phases qui a toutes les avantages avec le moins d'inconvénients (nombre de conducteurs).
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite31607802]

Bonjour,
un grand merci pour vos réponses et excusez ma réponse si tardive (gros soucis de pc ).

J'ai depuis bien avancé mais il reste tout de même une question qui me turlupine :
On dit toujours qu'il n'y a pas besoin de fil neutre parce que les 3 phases se compensent au niveau du nœud. Mais alors on ne peut brancher que des résistances, car si on branche un condensateur par exemple, la phase en question sera retardée de 2Pi/3, et byebye la compensation des phases ! Alors comment ça se passe en réalité ?

Merci...

[invite6dffde4c]

Bonjour.
On n'a (presque) pas besoin de neutre quand les phases sont équilibrées: même courant et même déphasage sur les trois phases.
Si vous mettez trois condensateurs identiques sur ou entre les trois phases, la somme des courants sera toujours zéro. Même si la charge n'est pas résistive pure.
Mais si vous déséquilibrez le système, alors oui, le courant du neutre ne sera pas nul.

Dans la réalité, l'EDF équilibre se phases au mieux et utilise la terre comme conducteur du neutre sur des grandes distances.
Au revoir.

[invite31607802]

Ah d'accord donc quand on parle d'équilibrer le système, on équilibre à la fois la puissance consommée sur chaque phase mais aussi la "phase consommée" si je puis dire.
Donc si j'ai bien compris, quand on met un condensateur sur une des phases, il faut s'arranger pour en mettre sur les deux autres aussi.

Dans la réalité, l'EDF équilibre se phases au mieux et utilise la terre comme conducteur du neutre sur des grandes distances.

Je ne suis pas sûr d'avoir compris ce que vous entendiez par "terre". Un fil de terre (impliquant finalement 4 câbles) ou la terre elle même, la terre du sol (ça marche ça? parce que dans ce cas pourquoi on s'embête avec des fils neutres ailleurs?) ?

Merci, à bientôt

[invite6dffde4c]

Re.
Le "il faut" est relatif. Si l'EDF vous fait payer le déséquilibre, alors "il faut". Si elle ne vous le fait pas payer, alors on s'en fout.

La terre dont je parle comme neutre pour des lignes de transmission, est celle sur laquelle on plante du blé et on fait paitre les vaches. C'est la terre au sens propre du terme.
A+

[invite31607802]

Ok merci, donc dans une installation domestique j'imagine que c'est souvent déséquilibré donc il y a un neutre (ou la terre).

Et je me demandais aussi, est-ce qu'on peut aussi se brancher entre une phase et le neutre pour avoir du 220V ?(au lieu de se brancher entre 2 phases et d'avoir du 380V) Enfin après pour la question d'équilibre je sais pas comment ça se passe mais ça pourrait nous permettre d'alimenter des appareils 220V sans devoir passer par un convertisseur triphasé-monophasé.
Merci.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Mais c'est ça que vous faites déjà, sans passer par un convertisseur.
L'EDF transporte du triphasé mais ne distribue aux particuliers qu'une seule des phases plus le neutre.
Dans le zone desservie par un transfo 20 kV-> 400 V, chaque tiers des voisins est alimenté par une des trois phases. Seuls les gros consommateurs reçoivent les trois phases ("le 380"). En moyenne les trois phases fournissent la même puissance.
Au revoir.

[invite31607802]

Ah oui d'accord merci ça clarifie les choses pour moi.
Et donc les gros consommateurs reçoivent le tri pour avoir une puissance P=380*I au lieu de P=220*I donc une puissance plus élevée pour leurs machines plus gourmandes (et une puissance instantanée constante comme vous l'aviez dit dans votre premier message).

[stefjm]

Et trois est le nombre minimum de phases qui a toutes les avantages avec le moins d'inconvénients (nombre de conducteurs).

C'est parce que 3 est l'entier le plus proche de la base optimum de comptage qui est celle des logarithmes néperiens. (e=2.71...)

C'est plus facile à démontrer en continu et de revenir ensuite au discret, plutôt que de le montrer directement en discret.

[stefjm]

Et donc les gros consommateurs reçoivent le tri pour avoir une puissance P=380*I au lieu de P=220*I

Ils reçoivent en triphasé :
3.230.I, soit 3 fois plus qu'en monophasé.

Si vous utilisez 380, vous allez faire apparaitre des racines de 3.

[invite31607802]

Bonjour,

Réduction de section de cable: si tu transportes avec 3 cables, à puissance EGALE te faudras MOINS de grosseur de cable qu'en mono.

Voilà un moment que j'essaie de comprendre pourquoi la section nécessaire en tri est plus petite qu'en mono. J'ai trouvé pas mal de formules, toutes différentes, pour calculer la section et globalement, j'en ai déduit que la section était à peu près proportionnelle à l'intensité et à la longueur de fil : S=k.I.L

Voilà mon raisonnement :
P(tri) = 3.U.I et P(mono) = U.I donc à puissance égale, I(tri) = 1/3 I(mono)
=> S(tri)=k.I(tri).3l avec l la longueur d'un câble
=k.I(mono).l
or S(mono)=k.I(mono).2l car il y a 2 câbles en mono
d'où S(tri)=1/2 S(mono)

Est-ce que ça vous paraît plutôt correct ? Moi ça me semble grand cette différence de section entre le mono et le tri...

Merci à bientôt !

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je pense que vous vous compliquez la vie.
Prenez 3 paires de fils monophasées mais déphasées entre eux de 120°.
Si vous réunissez en un seul un fil de chaque phase, vous aurez trois fils de phase plus un fil "commun". Si les trois phases transportent la même amplitude de courant, la somme des ces trois courants dans le fin "commun" sera zéro. On peu s'en passer. Donc, avec 3 fils on peut transporter la même puissance qu'avec 6 (à condition que les trois phases soient équilibrées).
Comme les trois phases ne sont pas toujours bien équilibrées, on garde quand-même le fil "commun" et on l'appelle "neutre".

Dans les transmissions longue distance ce neutre est le sol (la terre sur laquelle nous marchons). Pour des courtes distances il faut garder un fil en cuivre. Mais il n'a pas besoin d'être trois fois plus gros que les autres, car les phases ne sont pas complètement déséquilibrées.
Au revoir.

[invite31607802]

Bonjour et merci de votre réponse, mais si je ne prend pas en compte la variation de la section de câble et donc les variations de pertes par effets joules (car R=k.L/s) alors je ne trouverai jamais de différence entre les différents systèmes polyphasés (ce qui est mon but final).
Pour chacun, je trouverai un rapport (puissance échangée/nombre de câbles nécessaires) deux fois plus grand qu'en monophasé.

De plus, pour tout système polyphasé déphasé équitablement, la puissance instantanée est constante et il n'y a pas besoin de neutre donc finalement je n'ai pas d'argument pour expliquer l'utilisation du triphasé face aux autres polyphasés...