Exercices : Transport et distribution de l'énergie électrique

Cours : Transport et distribution de l'énergie électrique
1 Capacités exigibles
1 Compétences |1|Rechercher, extraire et organiser l'information utile, |
|2|Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes |
|3|Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l'aide d'un |
| |langage adapté |
|4|Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, |
| |démontrer, |
2 Capacités Thème : Habitat
Sous-Thème : Gestion de l'énergie dans l'habitat
Notions et Contenus : Transport et distribution de l'énergie électrique.
Protection contre les risques du courant électrique.
|H.4.2| | Citer les caractéristiques essentielles du réseau de distribution |
|4 | |électrique européen ; représenter le schéma simplifié de l'organisation du |
| | |transport et de la distribution de l'énergie électrique. Activité |
| | |documentaire ID 2-3-4-5-6-11-12 |
|H.4.2| |Citer le rôle d'un transformateur de tension TP Ex 12 -13 ID 7-8-12-13 |
|5 | | |
|H.4.2| |Citer les principaux effets physiologiques du courant électrique. Ex 15 -20 |
|6 | |ID 15 |
|H.4.2| |Citer des dispositifs de protection contre les risques du courant électrique|
|7 | |et l'ordre de grandeur du seuil de dangerosité des tensions. TP & Ex |
| | |13-16-19-21-22& investigation ID 9-10-14-16 |
2 Organisation du réseau : http://www.dailymotion.com/video/xg1myf_les-chemins-de-l-electricite_tech
|[pic] |
|Production : en général |Transport : sur des lignes à |Réseau de |
|produite par un alternateur|400 kV (THT) 20000 km afin de |distribution : par |
|(transforme l'énergie |limiter les pertes "pJ = RI2"..|l'intermédiaire des |
|mécanique de rotation en |Elles sont connectés aux pays |postes sources qui |
|énergie électrique). |voisins |abaissent la tension à |
|En France l'origine est à |Réseau d'alimentation |20 kV, 400 V ou 230 V, |
|75% nucléaire. |régional : en 225, 90 ou 63 kV |ils alimentent les |
|(puis hydraulique, |à destination des grands |particuliers et les |
|thermique ...) |consommateurs et du réseau de |entreprises |
| |distribution | |
|EDF |R.T.E (filiale d'EDF) |E.R.D.F. (95%) |
|Poweo Direct Energie |[pic] | |
|GDF Suez Dolcevita | |Commercialisateurs : |
|E.ON | |Liste |
3 Utilisation de la haute tension :
1 Utilité de la haute tension Pour transporter une puissance P=U x I on a intérêt à augmenter U ce qui
diminuera I et ainsi moins de pertes seront présentes Les lignes de
transport présentent une résistance (rligne ?0,1 ( /km). Des pertes par
effet Joule sont donc inévitables [pic]
On utilise un alliage d'aluminium qui permet de baisser la valeur de la
résistance des lignes ; 2 Classement des tensions Les tensions sont classées de la manière suivante :
[pic] 4 Tensions utilisées : La fourniture d'électricité se fait
. en monophasé (une tension de 230 V entre Phase et Neutre)
. en triphasé ( 3 tensions de 230 V décalées dans le temps soit
déphasées d'1/3 de période (120° = [pic] rad ) donc 400 V entre
chaque fil de phase) .
. En France, la fréquence de la tension est de 50 Hz soit une période de
20 ms. Le transport de l'électricité se fait en triphasé ce qui permet de
transporter avec un volume de câble équivalent deux fois plus de puissance
électrique. |[pic] |[pic][pic] |[pic] | |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |
|Monophasé 16 A|Monophasé 32 A |Triphasé (sans neutre) |Triphasé (avec |
| | | |neutre) |
5 Le transformateur électrique Observation des tensions en amont et aval d'un transformateur
Inversion du transformateur
Alimentation d'une ampoule 12 V au moyen du réseau et d'un transformateur
Attention le transformateur transmet presque parfaitement la puissance donc
quand il élève la tension, il abaisse le courant. |Un transformateur est constitué de deux enroulements|[pic] |
|de cuivre et d'un circuit magnétique. | |
|Le nombre de spires au primaire est N1 différent du | |
|nombre de spires au secondaire N2. | |
|* L'enroulement primaire est alimenté par une | |
|tension sinusoïdale : c'est un récepteur, l'autre | |
|joue le rôle d'un générateur. | |
|* Toutes les grandeurs liées au primaire sont | |
|affectées de l'indice 1, toutes celles liées au | |
|secondaire de l'indice 2. | |
|* On définit le rapport de transformation [pic] | |
| |[pic] | |[pic] |
| | |ou| |
| |Symbole du transformateur |
* Si le nombre N1 < N2 (U1 < U2), alors m > 1, le transformateur est dit
élévateur de tension.
* Si le nombre N1 > N2 (U1 > U2), alors m < 1, le transformateur est dit
abaisseur de tension. 6 Les dangers de l'électricité
1 Effets physiologiques du courant électrique |L'intensité du choc électrique dépend du courant qui|[pic] |
|traverse le corps de la personne, qui se comporte | |
|comme une résistance. | |
|Ce courant électrique provoque des effets | |
|physiologiques, un très faible courant peut donc | |
|entraîner la mort. | |
|Ci-contre les effets physiologiques du courant | |
|électrique : | |
2 Seuil de dangerosité des tensions |Quatre paramètres interdépendants influent sur le |[pic] |
|niveau des risques lorsqu'une personne est en | |
|contact avec un conducteur électrique : | |
|1) IC : courant qui circule dans le corps humain, | |
|2) UC : tension appliquée au corps, | |
|3) R : résistance du corps, | |
|4) t : temps de passage du courant dans le corps. | |
|L'intensité du courant vaut alors : IC =[pic]. | |
|Le seuil de dangerosité des tensions est fixé par la| |
|tension limite de sécurité notée UL. | |
|Dans le cas de dépassement de cette valeur limite, | |
|un dispositif de protection est installé pour | |
|protéger les personnes. Il doit couper | |
|l'alimentation électrique avant une durée indiquée | |
|dans le tableau ci-dessus. | | |Seuil de dangerosité des tensions |Durée de coupure en fonction de la |
| |tension |
|Local |sec |
|Local |sec |
[pic][pic]
[pic]
Exercices : 11, 12, 13, 14, 16, 17, 19, 20 et 21 pages 34 et 35.
Manipulation : Transport et distribution de l'énergie électrique
1 Le transformateur
1 Observation des tensions Amont et Aval d'un transformateur [pic] 2 Utilité de la Haute tension sur les pertes joules [pic] 2 Le fusible
1 Quelle est la fonction d'un fusible [pic] Exercices : Transport et distribution de l'énergie électrique
1 Exercices
|ID |Type |
|Solution | |
|P=RI²=10x2x10²= 2000=2 kW | | |ID |Type |
|Solution | |
|400 kV | | |ID |Type |
|Solution | |
|Pour diminuer l'intensité des courants de ligne et les pertes| |
|en ligne | | |ID