Triphasé

Le triphasé est un système de trois courants sinusoïdaux de même fréquence qui sont déphasés entre eux de 120 ° ( 2π / 3). Lorsque ces trois courants ont la même valeur efficace, le système triphasé est dit équilibré

Sommaire

1 Distribution triphasée

1.1 Tensions simples
1.2 Tensions composées

2 Récepteurs triphasés

1 Intérêt du triphasé

1.1 Intérêt pour le transport de l'électricité

1.2 Intérêt pour la production de l'électricité

1.2.1 De meilleurs alternateurs
1.2.2 Annuler la puissance fluctuante

Distribution triphasée

Une distribution triphasée comporte 3 ou 4 fils

Trois conducteurs de phase
Un conducteur de neutre qui n'est pas systématique mais qui est souvent distribué.

Tensions simples

Les différences de potentiel entre chacune des phases et le neutre constituent un système de tensions triphasées notées généralement V (V_{1N_{, V_{2N_{,V_{3N_{) et appelées tensions simples}}}}}}

Tensions composées

Les différences de potentiel entre les phases constituent un système de tensions triphasées notées généralement U : (U_{12_{,U_{23_{,U_{31_{)
et appelées tensions composées}}}}}}

Récepteurs triphasés

Un récepteur triphasé est constitué de 3 dipôles. Si ces 3 dipôles sont absolument identiques, le récepteur est dit équilibré.
Un récepteur triphasé peut être relié à l'alimentation de 2 manières : Image manquante
Couplages_triphasés.jpg
Image:Couplages triphasés.jpg

Voir aussi transformation étoile-triangle

Intérêt du triphasé

Intérêt pour le transport de l'électricité

Le transport en triphasé permet d’économiser du câble et de diminuer les pertes par effet Joule : 3 fils de phases suffisent (le neutre n'est pas transporté, il est "recréé" au niveau du dernier transformateur).

Intérêt pour la production de l'électricité

De meilleurs alternateurs

Plus de 95 % de l’énergie électrique est produite par des alternateurs synchrones, des machines électromécaniques fournissant des tensions de fréquences proportionnelles à leur vitesse de rotation. Ces machines sont moins coûteuses et ont un meilleur rendement que les machines à courant continu (dynamos) qui délivrent des tensions continues (95 % au lieu de 85 %).

Les alternateurs (machines synchrones) triphasés qui produisent l'energie électrique ont un meilleur rendement et un meilleur rapport puissance/poids qu'un alternateur monophasé de même puissance.

Annuler la puissance fluctuante

Les alternateurs de puissance doivent nécessairement produire un système de tensions polyphasées : Supposons qu’un alternateur monophasé délivre 1000 A sous une tension de 1000 V et de fréquence 50 Hz. L'expression de la puissance délivrée se met sous la forme :
$P = U\sqrt 2 sin( \omega t) \cdot I\sqrt 2 sin( \omega t+\varphi)$
$P = UI cos \varphi - UI cos( 2\omega t+\varphi)$
donc la puissance active délivrée (le premier terme de la somme) est comprise entre 0 et 1 MW (elle dépend du facteur de puissance de la charge), mais la puissance fluctuante (le deuxième terme de la somme) est une puissance sinusoïdale de fréquence 100 Hz et d’amplitude obligatoirement égale à 1 MW.
La turbine, du fait de son inertie, tourne avec une vitesse mécanique quasi constante, or elle doit à chaque instant fournir une puissance identique donc également fluctuante. Ces oscillations de puissance se traduisent par des oscillations de couples qui sont, en majeure partie, absorbées par l’élasticité de l’arbre et finissent par provoquer sa destruction.

Pour annuler cette puissance fluctuante, il faut produire n phases (n ≥ 2) déphasées convenablement dans le temps. Par exemple en diphasé:
$P = U\sqrt 2 sin( \omega t) \cdot I\sqrt 2 sin( \omega t+\varphi)+U\sqrt 2 cos( \omega t) \cdot I\sqrt 2 cos( \omega t+\varphi)$
$P = UI cos \varphi - UI cos( 2\omega t+\varphi)+UI cos \varphi + UI cos( 2\omega t+\varphi)$
$P = 2UI cos \varphi$
La puissance fluctuante a bien été annulée. Le choix qui a été fait pour l'ensemble des réseaux du monde est n = 3.