Facteur de puissance
Le facteur de puissance est une caractéristique d'un récepteur électrique.
Pour un dipôle alimenté en régime de courant variable au cours du temps (sinusoidal ou non), il est égal à la puissance active consommée par ce dipôle divisée par le produit des valeurs efficaces du courant et de la tension. Il est toujours compris entre 1 et 0.
Lorsque le courant et la tension sont des fonctions sinusoïdales du temps il est aussi égal au cosinus du déphasage entre le courant et la tension.
C'est un paramètre qui rend compte de l'efficacité qu'a un dipôle pour consommer de la puissance lorsqu'il est traversé par un courant. Une comparaison mécanique possible serait le facteur d'embrayage d'une boîte de vitesse :
- lorsque la pédale d'embrayage est enfoncée, le moteur tourne (le courant circule) mais ne transmet aucune puissance au véhicule. Le facteur de puissace est nul
- lorsque la pédale d'embrayage est relevée, le moteur tourne et toute sa quantité de mouvement est transmise au véhicule pour produire de la puissance motrice. Le facteur de puissace est unitaire.
- lorsque l'on fait patiner l'embrayage, on est dans une sitiuation intermédiaire, cela correspond au cas où le facteur de puissace est compris entre 0 et 1
Importance du facteur de puissance pour le distributeur
Les distributeurs d'électricité facturent généralement la puissance, mais les pertes dans les lignes dépendent de l'intensité appelée par les consommateurs (pertes par effet Joule). Si le facteur de puissance d'une installation est faible, l'intensité appelée est grande mais la puissance consommée est faible. C'est pourquoi, pour les gros consommateurs (installations raccordées à la haute tension), la facturation ne tient pas uniquement compte de la puissance active consommée.
facteur de puissance en régime sinusoïdal
Le schéma ci-contre représente la puissance instantannée (produit instantanée de la tension et du courant) consommée par un dipôle soumis à une tension de 230 V et traversé par un courant de 18 A dans 3 cas :
- le facteur de puissance est égal à 1: valeur maximale. La tension et le courant sont en phase (ils sont nuls au mêmes instants), la puissance instantanée est toujours positive et la puissance moyenne est maximale
- le facteur de puissance est égal à 0,7 : valeur intermédiaire (cas d'un moteur asynchrone monophasé)
- le facteur de puissance est égale à 0,2 : valeur faible : le courant est le même, la puissance instantanée fluctue avec la même amplitude, mais elle est fortement décalée vers le bas par rapport aux courbes précédentes. La puissance moyenne est faible : 20 % de la puissance mise en jeu lorsque le facteur de puissance est unitaire.
Image manquante
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facteur de puissance et facteur de qualité
En électronique on défini un facteur de qualité pour les dipôles oscillants qui est d'autant plus grand que le facteur de puissance est faible. La raison en est que la perspective n'est pas la même en électronique et en électrotechnique.
- Pour l'électrotechnicien le but ultime est d'utiliser l'énergie électrique en la convertissant soit en chaleur, soit en lumière soit en énergie mécanique.
- En électronique, lorsque l'on cherche à obtenir des oscillations, la transformation d'énergie en chaleur est perçue comme une perte et non comme une efficacité.