Exercices et problèmes d'électrotechnique
Notions de base, réseaux et machines électriques
Luc Lasne
Dunod
Avant propos
V
Chapitre 1 Circuits monophasés et triphasés, puissances électriques1
1.1 Synthèse de cours n° 1 : Circuits monophasés et puissances électriques,
cas particulier du régime sinusoïdal1
1.1.1 Lois de base et conventions des circuits électriques1
1.1.2 Récepteurs électriques linéaires2
1.1.3 Régime continu et régimes variables3
1.1.4 Valeurs caractéristiques des régimes périodiques quelconques4
1.1.5 Le régime sinusoïdal et sa représentation complexe5
1.1.6 Les puissances électriques9
1.2 Série d'exercices n° 1 : Circuits monophasés et puissances électriques12
1.2.1 Énoncés12
1.2.2 Correction des exercices15
1.3 Synthèse de cours n° 2 : Systèmes triphasés20
1.3.1 Système triphasé : les bases20
1.3.2 Puissances en triphasé24
1.3.3 Schéma équivalent monophasé d'un système équilibré25
1.4 Série d'exercices n° 2 : Circuits triphasés25
1.4.1 Énoncés25
1.4.2 Correction des exercices30
1.5 Problème n° 1 : Charges monophasées et triphasées39
1.5.1 Énoncé39
1.5.2 Correction détaillée42
1.6 Problème n° 2 : Systèmes triphasés déséquilibrés48
1.6.1 Énoncé48
1.6.2 Correction détaillée51
1.7 Problème n° 3 : Sujet de synthèse Calcul complexe, Circuits monophasés et triphasés58
1.7.1 Énoncé58
1.7.2 Correction détaillée62
Chapitre 2 Circuits magnétiques et transformateurs71
2.1 Synthèse de cours n° 3 : Circuits magnétiques et transformateurs71
2.1.1 Circuits magnétiques en électrotechnique71
2.1.2 Circuits magnétiques en régime alternatif sinusoïdal74
2.1.3 Transformateurs76
2.1.4 Transformateurs triphasés79
2.2 Série d'exercices n° 3 : Circuits magnétiques et transformateurs81
2.2.1 Énoncés81
2.2.2 Correction des exercices86
2.3 Problème n° 4 : Caractérisation et utilisation de transformateur industriel,
mise en parallèle de transformateurs94
2.3.1 Énoncé94
2.3.2 Correction détaillée98
2.4 Problème n° 5 : Modélisation d'un tronçon de réseau,
conclusions sur la nécessité d'interconnexion des réseaux106
2.4.1 Énoncé106
2.4.2 Correction détaillée109
2.5 Problème n° 6 : Sujet de synthèse, Magnétisme, circuits triphasés et adaptation d'impédances118
2.5.1 Énoncé118
2.5.2 Correction détaillée120
Chapitre 3 Charges non linéaires,
harmoniques de courants et régimes transitoires127
3.1 Synthèse de cours n° 4 : Charges non linéaires,
harmoniques de courants et régimes transitoires127
3.1.1 Charges non linéaires et puissances en régime déformé127
3.1.2 Décomposition du courant en série de Fourier,
notion d'harmoniques de courant128
3.1.3 Les régimes transitoires en électrotechnique130
3.2 Série d'exercices n° 4 : Grandeurs non sinusoïdales et régimes transitoires133
3.2.1 Énoncés133
3.2.2 Correction des exercices136
3.3 Problème n° 7 : Charges non-linéaires,
propagation et conséquences des courants non sinusoïdaux144
3.3.1 Énoncé144
3.3.2 Correction détaillée147
Chapitre 4 Machines à courant continu157
4.1 Synthèse de cours n° 5 : Machines à courant continu157
4.1.1 Principe et constitution de la machine à courant continu157
4.1.2 Schémas équivalents de la machine,
fonctionnements en moteur et en génératrice158
4.1.3 Montages série et parallèle (shunt)160
4.2 Série d'exercices n° 5 : Machines à courant continu161
4.2.1 Énoncés161
4.2.2 Correction des exercices166
4.3 Problème n° 8 : Choix et caractérisation d'une machine
à courant continu pour une utilisation embarquée173
4.3.1 Énoncé173
4.3.2 Correction détaillée177
4.4 Problème n° 9 : Machine à courant continu : réversibilité et régimes transitoires182
4.4.1 Énoncé182
4.4.2 Correction détaillée185
Chapitre 5 Machines synchrones193
5.1 Synthèse de cours n° 6 : Champs tournants et Machines synchrones193
5.1.1 Notion de champ tournant193
5.1.2 Machines synchrones196
5.1.3 Fonctionnements moteur et alternateur,
écoulement des puissances et rendement198
5.1.4 Alternateur couplé à un réseau199
5.2 Série d'exercices n° 6 : Machines synchrones et alternateurs200
5.2.1 Énoncés200
5.2.2 Correction des exercices205
5.3 Problème n° 10 : Étude d'un alternateur / moteur de centrale hydroélectrique213
5.3.1 Énoncé213
5.3.2 Correction détaillée216
5.4 Problème n° 11 : Alternateur raccordé au réseau, compensateur synchrone222
5.4.1 Énoncé222
5.4.2 Correction détaillée225
Chapitre 6 Machines asynchrones235
6.1 Synthèse de cours n° 7 : Moteurs asynchrones235
6.1.1 Principe du moteur asynchrone et glissement235
6.1.2 Construction du schéma équivalent monophasé du moteur asynchrone236
6.1.3 Écoulement des puissances et rendement237
6.1.4 Expression des puissances et des couples sous tension et fréquence constantes238
6.2 Série d'exercices n° 7 : Machines asynchrones et alternateurs240
6.2.1 Énoncés240
6.2.2 Correction des exercices243
6.3 Problème n° 12 : Motorisation asynchrone251
6.2.1 Énoncé251
6.2.2 Correction détaillée254
6.4 Problème n° 13 : Synthèse sur les principaux moteurs électriques en traction259
6.4.1 Énoncé259
6.4.2 Correction détaillée262
Bibliographie et liens
267