Caractériser le réseau triphasé

I. L'identification des prises de courant

Il existe principalement deux types de prises de courant :

• le monophasé, destiné à une utilisation domestique ;
• le triphasé, destiné à une utilisation industrielle.

Les bornes femelles sont reliées aux conducteurs de phase (Ph) et au neutre (N), qui servent à transmettre l’énergie électrique. La borne mâle (PE) est reliée à la protection électrique, qui est associée au disjoncteur différentiel.

Le câblage de deux des conducteurs est normalisé :

• le neutre, en bleu :

• la terre, en jaune et vert : indispensable au fonctionnement du disjoncteur différentiel, ce conducteur ne sert pas à la transmission de l’énergie.

Les couleurs des autres câbles sont conventionnelles. Le conducteur de phase est généralement rouge, parfois noir ou marron.

II. La tension sinusoïdale

La tension mesurée aux bornes d’une prise de courant domestique (EDF) est sinusoïdale. L’équation de sa courbe est :

• en fonction de la fréquence f : u(t) = U_max sin (2π × f × t + ϕ) ;
• en fonction de la pulsation ω : u(t) = U_max sin (ω × t + ϕ) ;
• en fonction de la période T : u(t) = U_max sin 2πT×t×φ ;

avec :

•  ω = 2πT : la pulsation, en radian par seconde (rad/s) ;
•  ϕ : la phase à l’instant t = 0, en radian (rad) ;
•  (ω × t + ϕ) : la phase à l’instant t (quelconque).

III. Le réseau triphasé

Le réseau triphasé est constitué de 4 conducteurs : 3 fils de phase et le fil de neutre (bleu), voire de 5 conducteurs : 3 fils de phase, un fil de neutre et un fil de terre (jaune et vert).

1) Les tensions simples

On appelle tensions simples les tensions mesurées entre chaque phase et le neutre. Elles sont notées v₁, v₂ et v₃.

Elles ont toutes les trois la même amplitude V_max et la même valeur efficace V_eff.

Ces tensions sont déphasées entre elles de 120° et décalées d’un tiers de période (T3).

2) Les tensions composées

On appelle tension composée la tension mesurée entre deux phases. En régime triphasé, comme il y a 3 phases, il y a donc 3 tensions composées, notées u₁₂ (tension entre la phase 1 et la phase 2), u₂₃ et u₃₁.

Elles ont la même amplitude U_max = V_max ×3 et leur valeur efficace est U_eff = V_eff × 3.

Elles sont déphasées de 120° et décalées d’un tiers de période (T3).

À savoir

Le rapport des valeurs efficaces des tensions est : UV = 3.

3) La visualisation des tensions

Pour visualiser les tensions simples et composées, il faut une alimentation triphasée 6/12V, trois capteurs voltmètres, une console ExAO et des conducteurs.

On réalise alors les montages suivants :

4) Le montage des récepteurs triphasés

Les récepteurs triphasés comportent en général trois dipôles identiques qui peuvent être couplés de trois façons :