.png)
Tension Simple vs Tension Composée en Triphasé
- samuelfloucat
- 7 oct.
- 3 min de lecture
Dernière mise à jour : 8 oct.
En électricité, et plus particulièrement dans les systèmes triphasés qui alimentent nos industries et nos habitations, on distingue deux types de tensions. Leur relation, qui fait apparaître le fameux facteur , s'éclaire parfaitement avec une approche vectorielle.
Définitions Fondamentales
Pour bien commencer, définissons ces deux grandeurs.
Tension Simple (Vs)
Quoi ? C'est la tension mesurée entre une phase et le neutre.
Exemple concret : En France, c'est la tension de 230 V que vous avez dans vos prises de courant domestiques.
Caractéristiques : Dans un réseau équilibré, il y a trois tensions simples (, , ). Elles ont la même valeur mais sont déphasées de 120° les unes par rapport aux autres.
Tension Composée (Uc)
Quoi ? C'est la tension mesurée entre deux phases distinctes.
Exemple concret : C'est la tension de 400 V utilisée pour les équipements plus puissants (machines industrielles, certains fours, etc.).
Caractéristiques : Il existe trois tensions composées : (entre phase 1 et 2), (entre phase 2 et 3) et (entre phase 3 et 1).
2. La Représentation Vectorielle (Diagramme de Fresnel)
Pour comprendre le lien entre et , le plus simple est de représenter ces tensions par des vecteurs. C'est ce qu'on appelle un diagramme de Fresnel.
Chaque tension simple () est un vecteur de longueur .
Ces trois vecteurs sont espacés par des angles de 120°.
Les 3 intensités de phase sont identiques.
L'intensité dans le neutre est nulle.
Les tensions en bout de réseau sont équilibrées et de valeurs acceptables.
Les chutes de tension dans les conducteurs de phase sont modérées.
La distribution est assurée dans de bonnes conditions
Les 3 intensités de phase sont différentes.
Le conducteur de neutre est parcouru par un courant.
Bien que légèrement déséquilibrées par des chutes de tension dans le transformateur, les tensions au départ sont normales.
En bout de réseau par contre , les tensions sont déséquilibrées.
La phase en surcharge présente une chute de tension importante.
La distribution n'est pas assurée dans de bonnes conditions
La tension composée, par exemple U12 , est la différence de potentiel entre la phase 1 et la phase 2. En termes de vecteurs, cela se traduit par une soustraction :
U12 = V1 − V2
Soustraire un vecteur, c'est additionner son opposé. L'opération devient donc :
U12=V1+(−V2).
On construit alors le vecteur U12 comme la diagonale d'un parallélogramme formé par V1 et -V2.
3. L'Origine de la Formule : La Démonstration Géométrique
La magie opère en analysant la géométrie de ce diagramme. Intéressons-nous au triangle formé par les vecteurs , V1 et V2.
Un triangle isocèle : Les côtés représentant et ont la même longueur (la valeur de la tension simple ). Le triangle est donc isocèle. Mais on peut diviser en deux le triangle isocèle pour former 2 triangles rectangles.
Des angles connus : L'angle entre V1 et - V2 est de 120°. Donc 120°/2 nous un angle de 60°.
Application de la trigonométrie : Pour trouver la longueur de (la tension composée), on peut utiliser la loi des sinus dans ce triangle.
On sait que la valeur de sin(60°) est racine de 3. Remplaçons :
U/2 = V x Sin(60°) = V x 1.73
nous voulons la valeur de U donc:
2 x U/2 = 2 x V x 1.73
U= V x 1.73
Il suffit maintenant de prendre la racine carrée pour obtenir la relation finale :
En Bref
Tension Simple () : Phase Neutre (ex: 230 V)
Tension Composée () : Phase Phase (ex: 400 V)
La relation : La tension composée est le résultat de la somme vectorielle de deux tensions simples déphasées de 120°. La géométrie de cette somme explique pourquoi la tension composée est 3 fois plus grande que la tension simple.
C'est pourquoi, dans un réseau 230 V / 400 V :
Allez plus loin !
Commentaires