Questions et réponses sur la technologie électrique (1.1)

1. Quel est le contenu de base de la loi de Kirchhoff ?

(1) La première loi de Kirchhoff, également appelée loi des courants de Kirchhoff, ou KCL, est une loi qui étudie la relation entre les courants dans les différentes branches d'un circuit. Elle stipule que : pour tout nœud du circuit, la somme des courants entrant dans ce nœud est égale à la somme des courants sortant de ce nœud. Son expression mathématique est sigma I=0 ;

(2) La deuxième loi de Kirchhoff est également appelée loi des tensions de Kirchhoff, ou KVL, qui étudie la relation entre les tensions dans différentes parties du circuit. Elle indique que : pour tout circuit fermé, la somme algébrique des tensions dans chaque section est égale à zéro. Son expression mathématique est : σ U=0 ;

2. Qu'est-ce que l'effet sur la peau ?

Lorsqu'un courant alternatif traverse un conducteur, sa distribution n'est pas uniforme sur toute sa section transversale. La densité de courant est minimale au centre et maximale à mesure qu'on se rapproche de la surface. Ce phénomène de distribution du courant tend à se propager le long de la surface du conducteur ; il est appelé effet de peau.

3. Quels sont les concepts et les caractéristiques de la résonance parallèle ?

Dans un circuit parallèle composé d'une inductance et d'un condensateur, le phénomène de mise en phase de la tension aux bornes avec le courant total est appelé résonance parallèle. La résonance parallèle se caractérise par le fait que, lorsqu'elle est obtenue en modifiant la capacité C, l'impédance totale du circuit est maximale, et le courant total est donc minimal. Cependant, le courant de chaque branche peut être nettement supérieur au courant total ; la résonance parallèle est alors également appelée résonance de courant. De plus, en résonance parallèle, la mise en phase de la tension aux bornes et du courant total maximise le facteur de puissance du circuit (cos θ = 1), évitant ainsi les surtensions de résonance susceptibles de compromettre la sécurité des équipements. Elle constitue donc une méthode efficace pour améliorer le facteur de puissance.

4. Comment se forment les tourbillons ? Qu'est-ce que la perte par courants de Foucault ?

Un courant alternatif traverse une bobine à noyau de fer, ce qui produit un flux alternatif et un potentiel induit. Sous l'effet de ce potentiel, le noyau forme une boucle de courant auto-induite, appelée courant de Foucault.

La perte d'énergie causée par les courants de Foucault est appelée perte par courants de Foucault.

5. Qu'est-ce que le processus de transition ? Quelles sont les causes du processus de transition ?

Le processus de transition est un processus transitoire, c'est-à-dire un processus qui se déroule sur une période de temps, passant d'un état stable à un autre.

Le processus de transition est dû à la présence d'éléments de stockage d'énergie. Les composants de stockage d'énergie, tels que les inductances et les condensateurs, ne peuvent pas subir de variations brusques dans le circuit ; autrement dit, le courant dans l'inductance et la tension dans le condensateur ne peuvent pas varier de manière continue lors d'un changement d'état. Par conséquent, un processus de transition est nécessaire pour passer d'un état stable à un autre au sein du circuit.

6. Qu'est-ce que le principe de superposition ?

Dans un circuit linéaire, le courant (ou la tension) d'une branche est la somme algébrique des courants (ou tensions aux bornes) générés dans cette branche lorsque plusieurs sources d'alimentation fonctionnent simultanément. Lors de l'application du principe de superposition, la source de tension est considérée comme court-circuitée et la source de courant comme un circuit ouvert.

7. Quels sont les avantages de l'utilisation d'un générateur triphasé et d'un équipement d'alimentation électrique ?

À puissance électrique égale, un générateur triphasé est plus compact qu'un générateur monophasé. Les lignes de transport et de distribution triphasées nécessitent moins de lignes que les lignes monophasées, ce qui permet de réaliser d'importantes économies de matériaux. De plus, les moteurs triphasés offrent de meilleures performances que les moteurs monophasés. C'est pourquoi les équipements triphasés sont largement utilisés.

8. Pourquoi un système triphasé à trois fils peut-il être utilisé pour l'alimentation électrique des moteurs triphasés, alors qu'un système triphasé à quatre fils doit être utilisé pour l'alimentation électrique de l'éclairage ?

Comme le moteur triphasé constitue une charge symétrique triphasée, qu'il soit connecté en étoile ou en triangle, il suffit de raccorder ses trois phases aux trois phases de l'alimentation. Le neutre n'est pas nécessaire ; une alimentation triphasée à trois fils suffit donc. Pour l'éclairage, la charge est une lampe électrique dont la tension nominale est une tension de phase. Une extrémité de l'alimentation doit être connectée à une phase et l'autre au neutre afin d'éviter toute interférence entre les phases. Il est donc impératif d'utiliser un système triphasé à quatre fils. L'utilisation d'un éclairage monophasé avec terre est strictement interdite.

Quels sont les principaux paramètres d'un transistor ?

(1) le facteur d'amplification (β) sert à mesurer la capacité d'amplification du transistor ;

(2) courant de saturation inverse (Icbo), indiquant la qualité de la jonction du transistor ;

(3) Courant de pénétration (Iceo), illustrant les performances de la triode.

10. Qu'est-ce que la rétroaction des transistors ? Quels sont les types de rétroaction ?

Dans un amplificateur à transistor, une partie de la tension ou du courant de sortie est renvoyée à l'entrée par une méthode appelée rétroaction.

Il existe deux types de rétroaction : après l’introduction de la rétroaction, le facteur d’amplification de l’amplificateur augmente (rétroaction positive) et le facteur d’amplification diminue (rétroaction négative).

11. Que sont les circuits différentiels et les circuits intégraux ?

En utilisant le principe selon lequel la tension entre les deux extrémités du condensateur ne peut pas être modifiée, le circuit qui peut transformer l'onde rectangulaire en une onde impulsionnelle pointue est appelé circuit différentiel, et le circuit qui peut transformer l'onde rectangulaire en une onde en dents de scie est appelé circuit intégral.

12. Quel est le rôle du circuit de filtrage ?

Les redresseurs convertissent le courant alternatif en courant continu, mais la forme d'onde après redressement contient une part importante de courant alternatif. Ce courant continu ne peut être utilisé que dans des équipements à faible consommation. Certains appareils, comme les instruments électroniques et les circuits de commande automatique, exigent une composante continue très stable. Par conséquent, afin d'améliorer la qualité et la forme d'onde de la tension redressée, un circuit de filtrage est souvent installé pour éliminer la composante alternative.

13. Comment utiliser un redresseur commandé au silicium ?

Dans le circuit redresseur, le SCR, sous tension directe, modifie la durée de l'impulsion de déclenchement, c'est-à-dire la taille de l'angle de commande ; la charge peut ainsi obtenir différentes valeurs de tension continue, contrôlant de ce fait la valeur de la tension de sortie.