Transport de l’électricité

Le réseau de transport et de distribution
de l’électricité est organisé à la manière d’un réseau routier avec ses grands axes, ses axes secondaires
et ses échangeurs :

  • le réseau de transport joue le rôle du réseau des autoroutes et des routes nationales ;
  • le réseau de distribution joue celui du réseau des routes départementales ;
  • pour passer d’un réseau à un autre, les postes de transformation jouent le rôle d’échangeurs.

Pourquoi des hautes tensions
pour les grandes distances ?

Et comment modifie-t-on la tension ?

Pertes par effet Joule

La puissance perdue par effet joule (sous forme de chaleur) par un dipole de résistance $R$ vaut :

$P_J = RI^2$

$P_J$ en W, $R$ en $\Omega$ et $I$ en A

Transformateurs

Expérience lycée

Le transformateur permet d’élever (ou d’abaisser)
une tension alternative.

$U_2=U_1\times\frac{N_2}{N_1}$

À l’inverse, l’intensité est divisée par le même rapport.

En effet, pour un transformateur idéal (rendement de 100%), la puissance $P=UI$ doit être intégralement transmise du primaire au secondaire.

On appelle $m$ le rapport de transformation :

$m=\frac{N_2}{N_1}=\frac{U_2}{U_1}=\frac{I_1}{I_2}$

Autre utilitié d’un transformateur :

isoler électriquement deux parties d’un circuit
(les parties ne communiquent pas par un conducteur). On parle d’isolation galvanique.

On utilise alors souvent
un rapport de transformation de 1:1.

C’est le cas par exemple dans les prises dites “rasoir” qu’on trouve parfois dans les salles de bain. Si le rasoir électrique tombe dans l’eau, pas de problème.

Élever la tension permet de diminuer les pertes en lignes par effet Joule.

Pourquoi ?

Pour la même puissance transportée, si $U \nearrow$ , $I \searrow$ et donc les pertes par effet Joule ($RI^2$) $ \searrow \searrow$ !

D’autre part, un facteur de puissance faible pour une installation électrique entraîne lui aussi
des pertes en lignes plus grande.

Pourquoi ?

Rappel :

on fournit à l’utilisateur une puissance utile $P$ mais on transporte pour cela une puissance apparente $S=P/k$.

Pour une tension donnée, il faut donc transporter une plus forte intensité pour fournir une même puissance si $k$ est faible.

Protection des individus contre les risques du courant électrique

  • isolation
  • mise à la terre
  • alimentation en très basse tension
  • disjoncteur différentiel
  • Tension de sécurité en alternatif
    dans un environnement sec : 50 V
  • Tension de sécurité en alternatif
    dans un environnement humide : 25 V

Protection des matériels contre les risques du courant électrique

  • disjoncteur
  • fusible

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