Cours électromécanique: Analyse de circuits a courant alternatif

VERIFICATION DE L’ETAT DES COMPOSANTS D’UN CIRCUIT A COURANT ALTERNATIF

Dans ce chapitre seront présentées les procédures de vérification des composants de circuit à courant alternatif : bobine, résistance, condensateur, ainsi que les transformateurs. Les appareils utilisés dans ce but sont : le multimètre et le mesureur de tension d’isolement. Une courte présentation de ces appareils ainsi que quelques conseils sur leurs utilisations s’avèrent non seulement utiles mais aussi nécessaires.

Multimètre analogique
Présentation
Sur le terrain ou dans un atelier il s’impose fréquemment le besoin de déterminer et d’évaluer rapidement les résultats d’un test. Un multimètre analogique peut répondre parfaitement à cette atteinte.
Le multimètre analogique est construit à partir d’un appareil de mesure de type magnétoélectrique. Muni d’un dispositif de redressement (couplé automatiquement suite à une sélection convenable effectuée avec le commutateur rotatif de gamme) il permet d’effectuer des mesures des courants et des tensions, ainsi que des mesures des résistances, en courant alternatif ou en courant continu.
Utilisation comme ohmmètre
L’ohmmètre est un appareil de mesure des résistances. Un multimètre possède dans son répertoire la fonction d’ohmmètre et peut être utilisé comme tel.

Ohmmètre
L’ohmmètre est un appareil pour la mesure des résistances avec une lecture directe.
Son fonctionnement est basé sur la loi d’Ohm. Bien qu’il y a une grande variété d’ohmmètres analogiques on peut citer les deux variantes les plus utilisées :
ohmmètre série et ohmmètre parallèle (dérivation).
Ohmmètre série
Un ohmmètre série est caractérisé par une échelle inversement graduée et fortement non uniforme.
Les valeurs extrêmes de l’échelle sont :
– ∞, pour les bornes de l’ohmmètre à vide ;
– 0, pour les pointes du touches en court-circuit.
Exemple :
Le multimètre MX 430 a 2 gammes linéaires de mesure pour les résistances de calibres 50 Ω et 500 Ω.
La valeur de la résistance mesurée correspond à la lecture effective sur l’échelle marquée avec le symbole Ω ayant 50 graduation, lorsque le calibre utilisé est 50 Ω.
Lorsque le calibre utilisé est 500 Ω il faut multiplier par 10 la lecture relevée en utilisant la même échelle.
Réglage de l’ohmmètre dérivation. Le réglage de l’indication pour la résistance à mesurer 0 (pointes de touche de l’ohmmètre en court-circuit) s’effectue à l’aide du correcteur zéro du multimètre.
Remarque :
Pour les ohmmètres dérivation ayant la plage de mesure infini, le réglage de l’indication correspondant à cette extrémité de l’échelle s’effectue en laissant les bornes à vide et en utilisant le potentiomètre rotatif placé sur le boîtier de l’appareil.
Lorsque la plage en mode ohmmètre est limitée (exemple : le multimètre MX 430 de calibre 50 Ω et 500 Ω), ce réglage n’est plus faisable.
Note importante : Après avoir effectué les mesures avec un ohmmètre (série ou dérivation) il faut changer la position du commutateur sur une position différente. Si non, le circuit reste alimenté et la pile se décharge inutilement.

Mégohmmètre
Ce sont des appareils à lecture directe destinés à mesurer des résistances de très grandes valeurs (de l’ordre de mégohms). Les mégohmmètres fonctionnent d’après le même principe que les ohmmètres.
Une mégohmmètre (ou bien contrôleur d’isolation; exemple : MX 435 Métrix) permet la mesure d’isolement et de continuité.
Avant d’effectuer une mesure avec le mégohmmètre il faut faire le réglage de l’appareil (appelé aussi, tarage).
Le réglage de l’indication 0 est effectué en agissant sur un potentiomètre rotatif, les bornes de l’appareil en court circuit; ce qu’on peut également réaliser en introduisant une fiche banane dans une douille de tarage (l’extrémité droite de l’échelle).
Le réglage de l’indication maximum de l’aiguille (l’extrémité gauche de l’échelle) est effectué avec le correcteur de zéro de l’appareil.

Vérification des composants
Les résistances, les bobines et les condensateurs comme tous les autres composants, peuvent être endommagés ou déclassés suite à une utilisation abusive impliquant le non-respect des paramètres nominaux : la puissance maximale et la tension nominale pour les résistances, la tension nominale pour les bobines et les condensateurs.
La vérification d’un composant s’avère nécessaire dans toutes activités pratiques de maintenance. En outre, il faut faire une différence entre la vérification d’un composant et la mesure d’un paramètre du composant.
Vérification des résistances
La vérification des résistances peut s’effectuer avec un multimètre fonctionnant en mode ohmmètre. Une résistance en état de défaut ne permet plus le passage du courant électrique. Elle présente une interruption dans sa continuité et sa résistance est infinie ou au moins très grande.
La résistance infinie, mise en évidence avec le multimètre, équivaut à l’interruption de la résistance dans sa structure et relève un composant défectueux.
Remarque :
Avant de faire une vérification avec l’appareil de mesure de résistance, on peut faire une vérification visuelle. Une résistance défectueuse peut montrer des déformations de sa forme, des traces noires de la fumée, ce qui témoigne un possible état défectueux.
Vérification des bobines
La vérification des bobines peut s’effectuer avec un multimètre fonctionnant en mode ohmmètre. Les bobines ont une résistance très faible (exemple : les bobines d’un moteur triphasé de 4,5 CV ont une résistance qui ne dépasse pas un ohm). Cette résistance peut être assimilée avec une valeur zéro, même pour un multimètre de sensibilité élevé.
Une bobine défectueuse présente une interruption qui augmente beaucoup sa résistance.
On peut supposer la vérification de l’état d’une bobine comme une vérification de sa continuité prouvée par l’indication «0 » d’un multimètre en mode ohmmètre.
Remarque :
Avant de faire la vérification avec l’ohmmètre il est recommandé de faire une vérification visuelle. Une bobine défectueuse peut présenter des déformations, des traces de brûlures ou de fumée, etc.
Vérification des condensateurs
Le condensateur bloque le passage du courant continue. La vérification avec un ohmmètre est basée sur ce principe. Lorsqu’on branche les pointes de touche du multimètre en mode ohmmètre aux bornes d’un condensateur déchargé, on enregistre un mouvement de l’aiguille d’une valeur presque « 0 », vers l’infini qui traduit sa charge progressive. Une fois le condensateur chargé, l’ohmmètre indique « absence de continuité » ou résistance infinie.
Un condensateur défectueux ne se charge pas. Il présente toujours la résistance infinie et l’aiguille ne bouge pas au cours de la vérification.

1. PRODUCTION D’UNE ONDE SINUSOÏDALE
1.1. Induction électromagnétique
1.2. Alternateur élémentaire
2. TERMES ASSOCIES AU COURANT ALTERNATIF
2.1. Types de courants alternatifs
2.2. Caractéristiques d’un courant alternatif sinusoïdal
2.3. Déphasage
2.4. Caractéristiques d’une onde sinusoïdale
3. EFFET DES INDUCTANCES
3.1. Inductance d’une bobine
3.2. Inductance mutuelle
3.3. Réactance inductive
3.4. Déphasage entre le courant et la tension
3.5. Groupements d’inductances
3.5.1. Groupement en série
3.5.2. Groupement en parallèle
4. EFFET DES CONDENSATEURS
4.1. Constitution
4.2. Capacité d’un condensateur plan
4.3. Types de condensateurs
4.4. Groupements de condensateurs
4.4.1. Groupement en série
4.4.2. Groupement en parallèle
4.5. Réactance capacitive
4.6. Déphasage entre courant et tension
5. LOIS DE ELECTROMAGNETISME
5.1. Champ magnétique créé par un courant électrique
5.1.1. Forme et sens du champ
5.1.2. Densité du flux
5.1.3. Force magnétomotrice (f.m.m.)
5.1.4. Champ magnétique d’une bobine longue
5.2. Force électromagnétique
5.3. Induction électromagnétique
5.3.1. Loi de Lenz
5.3.2. Tension induite dans un conducteur
6. CARACTERISTIQUES DES TRANSFORMATEURS
6.1. Structure élémentaire du transformateur
6.2. Rapport de transformation
6.3. Polarité de transformateur
6.4. Problèmes d’isolement
6.5. Autotransformateur
7. CARACTERISTIQUES DES CIRCUITS A COURANT ALTERNATIF
7.1. Représentation vectorielle des grandeurs sinusoïdales
7.2. Diagramme vectoriel d’un circuit à courant alternatif
7.2.1. Circuit R – L – C série
7.2.2. Circuit R – L – C parallèle
7.3. Calcul des valeurs aux différents points d’un circuit à courant alternatif
7.3.1. Circuit R – L – C série
7.3.2. Circuit R – L – C parallèle
8. PUISSANCE
8.1. Calcul de la puissance active
8.2. Calcul de la puissance réactive
8.3. Puissance apparente
8.4. Facteur de puissance
9. CARACTERISTIQUES DES CIRCUITS EN RESONANCE
9.1. Résonance série
9.1.1. Caractéristiques de la résonance série
9.1.2. Courbes de la résonance série
9.1.3. Facteur de qualité du circuit Q
9.2. Résonance parallèle
9.2.1. Caractéristiques de la résonance parallèle
9.2.2. Courbes de la résonance parallèle
10. CIRCUITS TRIPHASES
10.1. Système triphasé
10.1.1. Systèmes mono et polyphasés
10.1.2. Alternateur triphasé
10.1.3. Système direct et système inverse
10.1.4. Propriétés du système monté en « Etoile »
10.1.5. Charges montées en « Etoile »
10.1.6. Charges montées en « Triangle »
10.2. Puissance en régime triphasé
10.2.1. Puissance en régime triphasé quelconque
10.2.2. Puissance en régime triphasé équilibré
11. VERIFICATION DE L’ETAT DES COMPOSANTS D’UN CIRCUIT A COURANT ALTERNATIF
11.1. Multimètre analogique
11.1.1. Présentation
11.1.2. Utilisation comme ohmmètre
11.2. Ohmmètre
11.2.1. Ohmmètre série
11.2.2. Ohmmètre parallèle (dérivation)
11.3. Mégohmmètre
11.4. Vérification des composants
11.4.1. Vérification des résistances
11.4.2. Vérification des bobines
11.4.3. Vérification des condensateurs
11.4.4. Vérification des transformateurs

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