Electrotechnique Model 2.pdf

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  • IUR= Z R L C= +

    2 21

    FOREM Formation Domaine Industriel Electrotechnique

    Rvision 2 741.396.001b06/01/2004 Manuel Stagiaire

    ELECTROTECHNIQUENOTIONS DE BASE ELECTRICITE MODULE 2

  • Volume II - Electricit gnrale Mesure de rsistances Page 1 / 115 pages

    FOREM Formation Domaine Industriel- Electrotechnique. Code module ELBE 1.01

    Mesure des rsistances.

    Pour mesurer une rsistance R X , il faut ncessairementlinsrer dans un circuit lectrique comprenant un gnrateur courant continu.

    Il en rsulte de nombreuses mthodes possibles quitoutes dcoulent de la loi dOhm.

    RUIX =

    La mthode de mesure dune rsistance dpend, de la prcision aveclaquelle on veut connatre R X , mais surtout de son ordre de grandeur.

    Bien que les frontires entre les rsistances faibles et les grandesrsistances ne soient pas bien dtermines, on peut quand mme classerarbitrairement les rsistances en trois catgories :

    1. Rsistances faibles - En dessous de 1 .2. Rsistances moyennes - Au dessus de 1 jusque 10 5 .3. Grandes rsistances - A partir de 10 6 .

    Mesure directe des rsistances lohmmtre.

    Principe dun ohmmtre dviation ( cadre mobile).

    Une pile interne alimente le circuitconstitu de : Le cadre mobile muni dun shunt. Une rsistance ajustable pour le

    rglage au zro. La rsistance R X mesurer.

    La rsistance est branche entre les bornes C (Commun) et + delappareil.La rsistance R X tant dbranche, si les bornes C et + sontcourt-circuites par un fil, lappareil est parcouru par un courant I CC etla dviation du cadre prend la valeur d CC .

    Avec un seul calibre, un ohmmtre aiguilleest capable de mesurer nimporte quellersistance (entre 0 et linfini ).En fait, thoriquement, seule la rgioncentrale de lchelle est utilisable si londsire que le rsultat ne soit pas trop erron(erreur relative de 10 %).

  • Volume II - Electricit gnrale Mesure de rsistances Page 2 / 115 pages

    FOREM Formation Domaine Industriel- Electrotechnique. Code module ELBE 1.01

    En consquence, pour quun ohmmtre aiguille permette la mesure desrsistances dans une plage assez large, il est indispensable quil possde

    plusieurs calibres.

    Par exemple : x1 - x 100 - x 10 k - etc.

    Les calibres sont obtenus par action sur le shunt du cadre mobile.

    Lorsque lon change de calibre, il faut redonner d CC la mmevaleur, cest--dire ramener laiguille devant le zro de lagraduation en Ohms lorsque lappareil est court-circuit.On y parvient en modifiant la rsistance ajustable par lintermdiaire dupotentiomtre dit de tarage.

    Le potentiomtre de tarage est, suivant le type dappareil repr par lesymbole .Principe dun ohmmtre lectronique.

    Lappareil envoie dans la rsistanceinconnue RX un courant dintensitconstante (quelques milliampres)

    Lappareil mesure la tension U aux bornesdeR X et affiche directement la valeur de

    RUIX =

    Sur les appareils lectroniques analogiques ( aiguille), il est possible deraliser divers calibres (1 k, 10 k, 100 k, etc.) pour la fonctionohmmtre en envoyant dans R X des courants successivement diffrents(1 mA ; 0,1 mA ; 0,01 mA ; etc.).Aucun tarage nest raliser avant lutilisation de lohmmtre.

    Sur les appareils lectroniques digitaux, il nexiste le plus souvent quuneseule position ohmmtre.

    Mgohmmtre.- Mesure de la rsistance disolement.

    Le problme de lisolement en lectrotechnique.

    Un appareil lectrique (fer repasser), une machine lectrique (moteurasynchrone), une installation lectrique (ligne dalimentation) sont dit bienisols lorsque la rsistance entre le circuit lectrique (lment chauffant,etc.) et la masse (carcasse mtallique de lappareil) est trs leve.

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    Le R.G.I.E. oblige davoir une rsistance disolement exprimeen Ohms gale 5.000 fois la tension du rseau exprime en volts.

    Dans certain cas, cette rsistance peut tre ramene un minimum de1.000 fois la tension du rseau.

    Par exemple :

    1. Pour un rseau de 380/400 V, cette rsistance disolement doit trecomprise entre 1,9 M et 20 M (5.000 x 380 5.000 x 400).Dans certain cas cette rsistance peut tre ramene de 380 k 400k.

    2. Pour un rseau de 220/230 V, cette rsistance disolement doit trecomprise entre 1,1 M et 1,15 M (5.000 x 220 5.000 x 230).Dans certain cas cette rsistance peut tre ramene de 220 k 230k.

    Dans le cas le plus extrme (1.000 x U rseau) le courant de fuite lamasse serait dans ce cas au maximum de 1 mA

    Par exemple, pour un rseau 230 V 0 001230

    230 000, .mA =

    Pourquoi la valeur de la rsistance disolement se modifietelle ?

    Les matriaux isolants perdent progressivement de leurs qualits initialespar le fait de dgradations provoques par le vieillissement naturel(desschement, effritement, etc.) et les contraintes extrieures(temprature, humidit, chocs, vibrations, corrosion, etc.)

    Comment doit-on vrifier la rsistance disolement ?

    Suivant R.G.I.E. , la rsistance disolement doit tre vrifie sous unetension constante de 500 volts au moins, linstallation tant dbranche durseau dalimentation.

    Que doit-on vrifier ?

    1. Isolement par rapport la masse (terre). Le gnrateur est connectentre la masse (carcasse mtallique de lappareil) et lensemble des filssoigneusement relis entre eux. Les rcepteurs (lampes, moteurs, etc.)sont laisss en service. Le ple + tant raccord la terre dans le casdune mesure disolement par rapport au sol.

    2. Isolement entre conducteurs. La mesure seffectue dans les mmesconditions que prcdemment, sauf que les appareils rcepteurs sontmis hors service et que les fils de ligne ne sont pas connects entre eux.

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    Mesure par la mthode du voltmtre et de lampremtre.

    On applique une tension constante au montage, on mesure lintensit laide dun ampremtre et la tension laide dun voltmtre.Il suffit alors dappliquer la loi dOhm.

    Deux sortes de montages sont utiliss.

    1- Le montage amont. La borne suprieure du voltmtre estraccorde en amont de lampremtre. Le voltmtre est raccordct source.

    2- Le montage aval. La borne suprieure du voltmtre estraccorde en aval de lampremtre. Le voltmtre est raccord ctrcepteur.

    Chacun des deux montages introduit une erreur systmatique invitableque nous dnommerons erreur due la mthode.

    Montage amont. - Fortes rsistances.

    Lampremtre mesure le courant I qui parcourt lensemble rsistance R Xet ampremtre en srie.Le voltmtre mesure la tension aux bornes de lensemble, et non la tensionU aux bornes de R X.

    En consquence, la valeur du rapport UI X=

    Ce rapport X est gale la somme de (R X + R a), R a tant la valeur de larsistance interne de lampremtre.

    Lerreur relative est dautant plus faible que la rsistance mesurer R X estplus grande devant la rsistance R a de lampremtre.

    Montage aval. - Faibles rsistances.

    Lampremtre mesure le courant I qui parcourt lensemble rsistance R Xet voltmtre en parallle.Le voltmtre mesure la tension U aux bornes de R X.

    En consquence, la valeur du rapport UI X =

    Ce rapport X est gale R RR RX v

    X v

    .+ , puisque R X et R v sont en

    parallle, R v tant la valeur de la rsistance interne du voltmtre.

    Lerreur relative est dautant plus faible que la rsistance mesurer R X estplus petite devant la rsistance R v du voltmtre.

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    Mesure de rsistance - Pont de Wheatstone .

    Le pont est en quilibre lorsquelaiguille du galvanomtre (voltmtre) G est au zro central, cest--direquil ny a pas de d.d.p. entre lespoints B - D .

    La valeur de la rsistance x estdonne par lquation suivante :

    xR R

    R=2 3

    1

    La tension entre les points A - B (aux bornes de R1) est la mme quela tension entre les points A - D (aux bornes de R3).La tension entre les points B - C (aux bornes de R2) est la mme quela tension entre les points D - C (aux bornes de x).

    Si R1 = 10 , R2 = 50 et R3 = 75

    xR R

    R= = =2 3

    1

    50 7510 375 lorsque le pont est quilibr.

    iU

    R R A1 1 22460 0 4= + = = , i

    UR x A2 3

    24450 0 0534= + = = ,

    Tension entre les points A - B = R1 x i1 = 10 x 0,4 = 4 VTension entre les points B - C = R2 x i1 = 50 x 0,4 = 20 VTension dans la branche A - B - C = 24 VTension entre les points A - D = R3 x i2 = 75 x 0,0534 = 4 VTension entre les points D - C = X x i2 = 375 x 0,0534 = 20 VTension dans la branche A - D -C = 24 V

    Si x change de valeur, par exemple 300 , le pont est dsquilibr eti

    UR x A2 3

    24375 0 064= + = = ,

    Tension entre les points A - D = R3 x i2 = 75 x 0,064 = 4,8 VTension entre les points D - C = x x i2 = 300 x 0,064 = 19,2 V

    Les tensions entre les points A - D et D - C sont diffrentes destensions entre les points A - B et B - C .

    Lapplication industrielle du pont de Wheatstone est utilise dans lessystmes de rgulation de temprature (chauffage central, four, industriedu froid).

    Par exemple pour une rgulation dun circuit de radiateurs enchauffage central.

    Les rsistances R1, R2 et R3 peuvent tre remplaces par desrsistances non linaires du type C.T.N. ou C.T.P. (sonde detemprature extrieure, sonde de temprature ambiante, sonde detemprature sur conduit de dpart ou de retour).

    La d.d.p. entre les points B - D alimente un appareillage (relaispolaris, ensemble lectronique) qui commande louverture