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Question 1Électrotechnique et machines électriques

Quelle grandeur physique s'exprime en newtons-mètres dans l'étude d'un moteur électrique ?

  1. La force électromotrice
  2. La puissance apparente
  3. Le couple électromagnétique Correct answer.
  4. La fréquence de rotation

Explanation

Le couple est le produit d'une force par une distance, son unité est donc le newton-mètre. La puissance se mesure en watts, la fréquence en hertz et la force électromotrice en volts.

Question 2Électrotechnique et machines électriques

Dans un circuit monophasé alimenté en 230 V, un récepteur absorbe un courant de 4 A avec un facteur de puissance égal à 1. Quelle est la puissance active consommée ?

  1. 920 W Correct answer.
  2. 575 W
  3. 1840 W
  4. 230 W

Explanation

La puissance active vaut P = U·I·cos φ. Avec cos φ = 1, on obtient P = 230 × 4 = 920 W. Le facteur de puissance unitaire indique qu'il n'y a pas de déphasage.

Question 3Électrotechnique et machines électriques

Quel dispositif permet de réduire le courant d'appel d'un moteur asynchrone triphasé au démarrage ?

  1. Un condensateur de compensation
  2. Un redresseur à diodes
  3. Un démarreur étoile-triangle Correct answer.
  4. Une résistance de freinage

Explanation

Le couplage étoile au démarrage applique une tension réduite à chaque enroulement, ce qui diminue fortement le courant absorbé. Le passage en triangle rétablit ensuite la pleine tension en régime établi.

Question 4Électrotechnique et machines électriques

Un transformateur parfait monophasé a 500 spires au primaire et 100 spires au secondaire. Il est alimenté sous 230 V au primaire. Quelle est la tension secondaire à vide ?

  1. 230 V
  2. 1150 V
  3. 23 V
  4. 46 V Correct answer.

Explanation

Pour un transformateur parfait, le rapport des tensions est égal au rapport des nombres de spires : U2 = U1 × N2/N1. On obtient 230 × 100/500 = 46 V.

Question 5Électrotechnique et machines électriques

Quel est le rôle principal du circuit magnétique feuilleté dans une machine électrique tournante ?

  1. Dissiper la chaleur des enroulements par convection
  2. Canaliser le flux en limitant les pertes par courants de Foucault Correct answer.
  3. Assurer la liaison mécanique entre l'arbre et le bâti
  4. Fournir l'isolement électrique entre les spires

Explanation

Le fer doux canalise le flux magnétique avec une faible réluctance. Le feuilletage, isolé par vernis, coupe les courants induits et réduit les pertes par courants de Foucault.

Question 6Électrotechnique et machines électriques

Dans un circuit triphasé équilibré, la puissance active totale s'écrit P = √3·U·I·cos φ. Que représente U dans cette relation ?

  1. La tension simple entre phase et neutre
  2. La chute de tension dans la ligne
  3. La tension composée entre deux phases Correct answer.
  4. La tension induite dans une spire

Explanation

Dans l'expression P = √3·U·I·cos φ, la lettre U désigne la tension entre deux conducteurs de phase, dite tension composée. La tension simple est utilisée dans la formule P = 3·V·I·cos φ.

Question 7Électrotechnique et machines électriques

Quel appareil de mesure permet de relever directement le facteur de puissance d'une installation ?

  1. Un ampèremètre à pince
  2. Un mégohmmètre
  3. Un cos φmètre Correct answer.
  4. Un oscilloscope seul

Explanation

Le cos φmètre compare la phase de la tension et celle du courant pour afficher le déphasage ou son cosinus. Cette mesure directe évite de calculer le facteur de puissance à partir de trois autres grandeurs.

Question 8Électrotechnique et machines électriques

Une résistance de 100 Ω est parcourue par un courant de 0,5 A. Quelle est la puissance dissipée par effet Joule ?

  1. 200 W
  2. 25 W Correct answer.
  3. 2,5 W
  4. 50 W

Explanation

La puissance dissipée par effet Joule s'écrit P = R·I². On calcule 100 × (0,5)² = 100 × 0,25 = 25 W.

Question 9Électrotechnique et machines électriques

Un moteur asynchrone triphasé dont le stator porte 4 pôles est alimenté par un réseau à 50 Hz. Quelle est la vitesse de synchronisme ?

  1. 1500 tr/min Correct answer.
  2. 1000 tr/min
  3. 750 tr/min
  4. 3000 tr/min

Explanation

La vitesse de synchronisme s'écrit ns = 60·f/p, où p est le nombre de paires de pôles. Avec f = 50 Hz et p = 2, on trouve 60 × 50 / 2 = 1500 tr/min.

Question 10Électrotechnique et machines électriques

Un moteur asynchrone a une vitesse de synchronisme de 1500 tr/min et tourne à 1440 tr/min en charge nominale. Quel est son glissement ?

  1. 6 %
  2. 10 %
  3. 2,4 %
  4. 4 % Correct answer.

Explanation

Le glissement vaut g = (ns − n)/ns. On obtient (1500 − 1440)/1500 = 60/1500 = 0,04, soit 4 %.

Question 11Électrotechnique et machines électriques

Un transformateur monophasé fournit une puissance apparente de 5 kVA sous une tension secondaire de 230 V. Quelle est l'intensité nominale au secondaire ?

  1. 2,17 A
  2. 21,7 A Correct answer.
  3. 11,5 A
  4. 43,5 A

Explanation

La puissance apparente s'écrit S = U·I pour un récepteur monophasé. On obtient I = S/U = 5000/230 ≈ 21,7 A.

Question 12Électrotechnique et machines électriques

Quel phénomène limite la tension maximale applicable à une diode à jonction avant son claquage ?

  1. La tension inverse de claquage Correct answer.
  2. Le courant de saturation inverse
  3. La capacité de diffusion
  4. La résistance dynamique directe

Explanation

Polarisée en inverse, une diode ne conduit qu'un faible courant de fuite jusqu'à une tension limite appelée tension de claquage. Au-delà, l'effet d'avalanche ou Zener rend la diode conductrice en inverse et peut la détruire.

Question 13Électrotechnique et machines électriques

Un redresseur monophasé simple alternance alimente une charge résistive de 100 Ω sous une tension efficace de 24 V. Quelle est la valeur moyenne de la tension redressée ?

  1. 16,9 V
  2. 48 V
  3. 24 V
  4. 10,8 V Correct answer.

Explanation

Pour un redressement simple alternance, la valeur moyenne vaut Umoy = Û/π avec Û = Ueff·√2. On calcule 24 × 1,414 / 3,1416 ≈ 10,8 V.

Question 14Électrotechnique et machines électriques

Quel est l'effet d'une compensation par condensateurs sur une installation alimentée en courant alternatif ?

  1. Réduire la puissance réactive absorbée au réseau Correct answer.
  2. Augmenter la puissance active consommée
  3. Diminuer la fréquence du réseau
  4. Supprimer la puissance apparente

Explanation

Les condensateurs fournissent de la puissance réactive en opposition à celle absorbée par les récepteurs inductifs. Le facteur de puissance se rapproche de l'unité et le courant de ligne diminue.

Question 15Électrotechnique et machines électriques

Un conducteur en cuivre de longueur 40 m et de section 2,5 mm² a une résistivité de 0,0175 Ω·mm²/m. Quelle est sa résistance ?

  1. 0,14 Ω
  2. 0,28 Ω Correct answer.
  3. 0,7 Ω
  4. 1,12 Ω

Explanation

La résistance s'écrit R = ρ·L/S. On obtient 0,0175 × 40 / 2,5 = 0,28 Ω.

Question 16Électrotechnique et machines électriques

Quel type de machine utilise un enroulement d'induit alimenté en courant continu et un champ inducteur créé par des électro-aimants ou des aimants permanents ?

  1. L'alternateur synchrone
  2. La machine asynchrone à cage
  3. Le transformateur triphasé
  4. La machine à courant continu Correct answer.

Explanation

La machine à courant continu comporte un induit alimenté en continu via le collecteur et un inducteur produisant le champ. La commutation par le collecteur maintient le couple dans le même sens.

Question 17Électrotechnique et machines électriques

Un moteur à courant continu à excitation indépendante absorbe un courant d'induit de 20 A sous 220 V. La résistance d'induit est de 1 Ω. Quelle est la force électromotrice du moteur ?

  1. 200 V Correct answer.
  2. 180 V
  3. 220 V
  4. 240 V

Explanation

Pour un moteur, la loi des mailles donne E = U − R·I. On obtient 220 − 1 × 20 = 200 V, la fém étant inférieure à la tension d'alimentation.

Question 18Électrotechnique et machines électriques

Dans un transformateur réel, à quoi correspondent les pertes fer ?

  1. Aux pertes par hystérésis et par courants de Foucault Correct answer.
  2. Aux pertes mécaniques des paliers
  3. Aux pertes diélectriques de l'huile
  4. Aux pertes par effet Joule dans les enroulements

Explanation

Les pertes fer proviennent de l'aimantation cyclique du circuit magnétique, avec hystérésis et courants induits. Elles dépendent de la tension et de la fréquence, et non de la charge.

Question 19Électrotechnique et machines électriques

Un moteur asynchrone triphasé absorbe 8 kW au réseau et fournit 7,2 kW à l'arbre. Quel est son rendement ?

  1. 72 %
  2. 90 % Correct answer.
  3. 80 %
  4. 95 %

Explanation

Le rendement est le rapport de la puissance utile à la puissance absorbée. On calcule 7,2/8 = 0,9, soit 90 %.

Question 20Électrotechnique et machines électriques

Pourquoi un moteur asynchrone ne peut-il pas tourner exactement à la vitesse de synchronisme en charge ?

  1. Parce qu'il faut un glissement pour induire des courants rotoriques Correct answer.
  2. Parce que le rotor est freiné par le collecteur
  3. Parce que la fréquence du réseau diminue en charge
  4. Parce que le stator perd son champ magnétique tournant

Explanation

Le champ tournant n'induit des courants dans le rotor que si celui-ci tourne moins vite que le champ. Sans glissement, les courants induits et donc le couple seraient nuls.

Question 21Électrotechnique et machines électriques

Un transformateur triphasé Dy11 possède un indice horaire de 11. Que signifie cet indice ?

  1. La tension secondaire est déphasée de 330° par rapport à la primaire Correct answer.
  2. Le rapport de transformation vaut 11
  3. Le rendement maximal est atteint à 11 heures
  4. La tension secondaire est déphasée de 30° en avant

Explanation

L'indice horaire multiplie un déphasage de 30° par heure, mesuré de la haute tension vers la basse tension. L'indice 11 correspond donc à 330°, soit un retard de 30°.

Question 22Électrotechnique et machines électriques

Un moteur asynchrone tétrapolaire à 50 Hz tourne à 1440 tr/min. La puissance transmise au rotor vaut 6 kW. Quelle est la puissance mécanique développée, hors pertes mécaniques ?

  1. 6 kW
  2. 5,4 kW
  3. 5,76 kW Correct answer.
  4. 4,8 kW

Explanation

Le glissement vaut (1500 − 1440)/1500 = 0,04, donc les pertes rotoriques représentent 4 % de la puissance transmise. La puissance mécanique vaut 6000 × (1 − 0,04) = 5760 W.

Question 23Électrotechnique et machines électriques

Un générateur à courant continu à excitation shunt débite 50 A sous 230 V. La résistance d'induit vaut 0,2 Ω et celle de l'inducteur 115 Ω. Quelle est la force électromotrice de l'induit ?

  1. 232 V
  2. 230 V
  3. 220 V
  4. 240 V Correct answer.

Explanation

Le courant d'induit est la somme du courant de charge et du courant d'excitation, soit 50 + 230/115 = 52 A. En génératrice, E = U + R·I = 230 + 0,2 × 52 = 240,4 V, arrondi à 240 V.

Question 24Électrotechnique et machines électriques

Un transformateur monophasé de 10 kVA présente une tension de court-circuit de 4 % de sa tension nominale. Quelle est l'intensité de court-circuit franche au secondaire, rapportée à la tension nominale de 230 V ?

  1. 543 A
  2. 1087 A Correct answer.
  3. 2174 A
  4. 400 A

Explanation

Le courant nominal secondaire vaut 10000/230 ≈ 43,5 A. Le courant de court-circuit est obtenu en divisant ce courant par la tension de court-circuit relative, soit 43,5/0,04 ≈ 1087 A.

Question 25Électrotechnique et machines électriques

Un moteur asynchrone triphasé étoile-triangle démarre sous couplage étoile. Par quel facteur le couple de démarrage est-il divisé par rapport au démarrage direct en triangle ?

  1. Par 9
  2. Par 2
  3. Par √3
  4. Par 3 Correct answer.

Explanation

En étoile, chaque enroulement reçoit une tension divisée par √3, et le couple varie comme le carré de la tension. Le couple de démarrage est donc divisé par (√3)² = 3.

Question 26Électrotechnique et machines électriques

Quelle grandeur physique s'exprime en farads dans le système international ?

  1. La réactance inductive d'une bobine
  2. La conductance d'un conducteur
  3. La capacité d'un condensateur Correct answer.
  4. La force électromotrice d'une pile

Explanation

Le farad est l'unité de capacité électrique : un condensateur de 1 F stocke une charge de 1 coulomb lorsqu'il est soumis à une tension de 1 volt. Cette relation découle de Q = C·U. Les autres grandeurs citées s'expriment en ohms ou en volts.

Question 27Électrotechnique et machines électriques

Dans un circuit purement inductif alimenté en courant alternatif sinusoïdal, quel est le déphasage entre la tension et le courant ?

  1. Le courant est en retard de 90° sur la tension Correct answer.
  2. Le courant est en avance de 90° sur la tension
  3. Le courant est en phase avec la tension
  4. Le courant est en opposition de phase avec la tension

Explanation

Une bobine idéale introduit un déphasage de 90° tel que le courant est en retard sur la tension. Cela se traduit par une puissance active nulle et une puissance réactive positive absorbée. Le vecteur courant est dirigé vers le bas dans la représentation de Fresnel.

Question 28Électrotechnique et machines électriques

Quel dispositif assure la protection des personnes contre les contacts indirects en coupant l'alimentation lorsqu'un courant de fuite vers la terre dépasse un seuil ?

  1. Le parafoudre
  2. Le interrupteur différentiel Correct answer.
  3. Le sectionneur porte-fusibles
  4. Le disjoncteur divisionnaire

Explanation

L'interrupteur différentiel compare en permanence le courant entrant et le courant sortant ; toute différence traduit un défaut d'isolement vers la terre. Au-delà du seuil de sensibilité, il ouvre le circuit très rapidement. C'est le dispositif dédié à la protection des personnes.

Question 29Électrotechnique et machines électriques

Quel matériau est le plus couramment utilisé pour réaliser les conducteurs actifs des câbles d'énergie grâce à sa faible résistivité et à son coût modéré ?

  1. Le cuivre Correct answer.
  2. Le nickel
  3. Le plomb
  4. Le tungstène

Explanation

Le cuivre possède une résistivité très faible, voisine de 0,0175 Ω·mm²/m, qui limite les pertes par effet Joule dans les câbles. Il est ductile, facile à raccorder et disponible à un coût acceptable. L'aluminium est également employé, mais le cuivre reste la référence en installation domestique et industrielle.

Question 30Électrotechnique et machines électriques

Quelle est la fonction principale d'un contacteur dans une armoire de commande de moteur ?

  1. Mesurer le courant absorbé par le moteur
  2. Établir et couper le circuit de puissance à distance par commande électromagnétique Correct answer.
  3. Transformer la tension d'alimentation du moteur
  4. Limiter le courant de court-circuit en tête d'installation

Explanation

Le contacteur est un appareil électromagnétique qui ferme ou ouvre les contacts de puissance sous l'action d'une bobine de commande. Il permet ainsi la commande à distance et l'automatisation des cycles de marche et d'arrêt. Il ne réalise ni transformation de tension ni mesure.

Question 31Électrotechnique et machines électriques

Quel est le rôle du circuit magnétique dans une machine électrique tournante ?

  1. Canaliser le flux magnétique et réduire la réluctance du trajet Correct answer.
  2. Redresser le courant alternatif du stator
  3. Assurer la liaison mécanique entre l'arbre et le bâti
  4. Dissiper la chaleur produite par les enroulements

Explanation

Le circuit magnétique, constitué de tôles feuilletées, offre un chemin de faible réluctance au flux produit par les enroulements. Il concentre ainsi le flux dans l'entrefer et améliore le couple et le rendement. Le feuilletage limite en outre les pertes par courants de Foucault.

Question 32Électrotechnique et machines électriques

Quel est l'effet de l'augmentation de la charge mécanique sur la vitesse d'un moteur asynchrone ?

  1. La vitesse diminue légèrement Correct answer.
  2. La vitesse reste strictement constante
  3. La vitesse devient nulle
  4. La vitesse augmente légèrement

Explanation

Le moteur asynchrone ne peut fournir un couple qu'en présence d'un glissement, car le couple est proportionnel au glissement dans la zone utile. Quand la charge augmente, le glissement doit croître pour développer le couple supplémentaire, donc la vitesse diminue légèrement. La vitesse reste toutefois proche de la vitesse de synchronisme.

Question 33Électrotechnique et machines électriques

Quel est le rôle du collecteur dans une machine à courant continu ?

  1. Assurer la commutation et le redressement mécanique du courant dans l'induit Correct answer.
  2. Refroidir les encoches du stator
  3. Créer le flux inducteur principal
  4. Maintenir les balais en appui sur les porte-balais

Explanation

Le collecteur, associé aux balais, inverse le sens du courant dans les conducteurs de l'induit au passage sous chaque pôle. Il réalise ainsi une commutation qui rend le couple toujours de même sens et redresse mécaniquement la force électromotrice. C'est l'organe caractéristique des machines à courant continu.

Question 34Électrotechnique et machines électriques

Un conducteur ohmique de 20 Ω est soumis à une tension continue de 12 V. Quelle est l'intensité du courant qui le traverse ?

  1. 240 A
  2. 0,6 A Correct answer.
  3. 2,4 A
  4. 0,24 A

Explanation

La loi d'Ohm s'écrit U = R·I, donc I = U/R. En appliquant I = 12/20, on obtient 0,6 A. Cette intensité reste constante tant que la tension et la résistance ne varient pas.

Question 35Électrotechnique et machines électriques

Un condensateur de 50 µF est alimenté sous une tension alternative de fréquence 50 Hz. Quelle est la valeur approximative de son impédance ?

  1. 0,016 Ω
  2. 159 Ω
  3. 31,8 Ω
  4. 63,7 Ω Correct answer.

Explanation

L'impédance d'un condensateur vaut Z = 1/(C·ω) avec ω = 2πf. Le calcul donne ω ≈ 314 rad/s, puis Z = 1/(50·10⁻⁶ × 314) ≈ 63,7 Ω. Cette impédance diminue lorsque la fréquence ou la capacité augmente.

Question 36Électrotechnique et machines électriques

Un transformateur parfait monophasé possède 500 spires au primaire et 100 spires au secondaire. Il est alimenté sous 400 V au primaire. Quelle est la tension secondaire à vide ?

  1. 80 V Correct answer.
  2. 2000 V
  3. 200 V
  4. 800 V

Explanation

Pour un transformateur parfait, le rapport de transformation vaut m = N₂/N₁ = U₂/U₁. Ici m = 100/500 = 0,2, donc U₂ = 0,2 × 400 = 80 V. Le transformateur est abaisseur de tension.

Question 37Électrotechnique et machines électriques

Un moteur triphasé alimenté en 400 V entre phases absorbe un courant de ligne de 10 A avec un facteur de puissance de 0,8. Quelle est la puissance active absorbée ?

  1. 8,0 kW
  2. 3,2 kW
  3. 6,9 kW
  4. 5,5 kW Correct answer.

Explanation

En régime triphasé équilibré, la puissance active s'écrit P = √3·U·I·cos φ. Le calcul donne P = 1,732 × 400 × 10 × 0,8 ≈ 5 540 W, soit environ 5,5 kW. Le facteur de puissance intervient directement dans ce produit.

Question 38Électrotechnique et machines électriques

Un moteur asynchrone hexapolaire est alimenté par un réseau à 50 Hz. Quelle est sa vitesse de synchronisme ?

  1. 750 tr/min
  2. 3000 tr/min
  3. 1500 tr/min
  4. 1000 tr/min Correct answer.

Explanation

La vitesse de synchronisme vaut ns = 60·f/p, où p est le nombre de paires de pôles. Un moteur hexapolaire possède 3 paires de pôles, donc ns = 60 × 50/3 = 1000 tr/min. La vitesse réelle en charge est légèrement inférieure.

Question 39Électrotechnique et machines électriques

Un transformateur monophasé de 2 kVA alimenté sous 230 V au primaire possède 460 spires au primaire. Quelle est la valeur approximative du flux maximal dans le circuit magnétique à 50 Hz ?

  1. Environ 4,5 mWb
  2. Environ 2,25 mWb Correct answer.
  3. Environ 0,45 mWb
  4. Environ 22,5 mWb

Explanation

La relation de Faraday en valeur efficace donne U₁ = 4,44·N₁·f·Φmax. En isolant le flux, Φmax = 230/(4,44 × 460 × 50), soit environ 2,25 mWb. Le flux dépend de la tension et de la fréquence, pas de la charge.

Question 40Électrotechnique et machines électriques

Un générateur à courant continu à excitation indépendante fournit 10 kW sous 250 V. La résistance d'induit vaut 0,5 Ω. Quelle est la force électromotrice induite ?

  1. 270 V Correct answer.
  2. 250 V
  3. 260 V
  4. 230 V

Explanation

Le courant d'induit vaut I = P/U = 10 000/250 = 40 A. En génératrice, la relation s'écrit E = U + R·I, soit E = 250 + 0,5 × 40 = 270 V. La force électromotrice est donc supérieure à la tension aux bornes.

Question 41Électrotechnique et machines électriques

Un récepteur monophasé absorbe une puissance active de 1,2 kW avec un facteur de puissance de 0,6 sous 230 V. Quelle est la puissance réactive consommée ?

  1. 2,0 kvar
  2. 1,6 kvar Correct answer.
  3. 0,72 kvar
  4. 0,9 kvar

Explanation

La puissance apparente vaut S = P/cos φ = 1 200/0,6 = 2 000 VA. La puissance réactive se déduit par Q = √(S² − P²) = √(4 000 000 − 1 440 000) ≈ 1 600 var. On peut aussi écrire Q = P·tan φ avec tan φ ≈ 1,33.

Question 42Électrotechnique et machines électriques

Un transformateur triphasé porte la désignation Yy0. Que traduit le symbole y dans cette notation ?

  1. L'indice horaire est nul
  2. Le neutre est sorti au primaire
  3. Le secondaire est couplé en étoile Correct answer.
  4. Le primaire est couplé en étoile

Explanation

Dans la désignation normalisée, la première lettre majuscule décrit le couplage du primaire et la seconde, en minuscule, celui du secondaire. Le y indique donc un enroulement secondaire couplé en étoile. Le chiffre final donne l'indice horaire, ici 0.

Question 43Électrotechnique et machines électriques

Un alternateur triphasé débite un courant de ligne de 50 A sous une tension composée de 6 kV avec un facteur de puissance de 0,85. Quelle est la puissance apparente fournie ?

  1. 147 kVA
  2. 300 kVA
  3. 255 kVA
  4. 520 kVA Correct answer.

Explanation

La puissance apparente en régime triphasé équilibré s'écrit S = √3·U·I. Le calcul donne S = 1,732 × 6 000 × 50 ≈ 519 600 VA, soit environ 520 kVA. La puissance active serait obtenue en multipliant par le facteur de puissance.

Question 44Électrotechnique et machines électriques

Un moteur asynchrone tétrapolaire à 50 Hz tourne à 1450 tr/min. Quelle est la fréquence des courants rotoriques ?

  1. Environ 0,5 Hz
  2. Environ 50 Hz
  3. Environ 1,67 Hz Correct answer.
  4. Environ 3,33 Hz

Explanation

Le glissement vaut g = (1500 − 1450)/1500 = 0,0333. La fréquence des courants induits au rotor est f₂ = g·f₁, soit 0,0333 × 50 ≈ 1,67 Hz. Cette fréquence très faible explique les pertes fer rotoriques réduites en marche normale.

Question 45Électrotechnique et machines électriques

Une ligne monophasée en cuivre de 50 m de longueur (aller simple) et de 4 mm² de section alimente un récepteur absorbant 20 A. Sachant que ρ = 0,0175 Ω·mm²/m, quelle est la chute de tension en ligne ?

  1. 2,2 V
  2. 8,75 V Correct answer.
  3. 17,5 V
  4. 4,4 V

Explanation

La résistance d'un conducteur vaut R = ρ·L/S = 0,0175 × 50/4 ≈ 0,219 Ω. En monophasé, la ligne comporte un aller et un retour, donc ΔU = 2·R·I = 2 × 0,219 × 20 ≈ 8,75 V. Il ne faut pas oublier le facteur 2.

Question 46Électrotechnique et machines électriques

Un transformateur monophasé de 20 kVA présente des pertes fer de 300 W et des pertes cuivre de 500 W à pleine charge. Quel est son rendement à pleine charge sous cos φ = 1 ?

  1. Environ 97,6 %
  2. Environ 98,5 %
  3. Environ 96,2 % Correct answer.
  4. Environ 95,0 %

Explanation

À pleine charge sous cos φ = 1, la puissance utile vaut 20 000 W. Les pertes totales sont de 800 W, donc le rendement s'écrit η = 20 000/(20 000 + 800) ≈ 0,962, soit 96,2 %. Le rendement maximal est atteint lorsque pertes fer et pertes cuivre sont égales.

Question 47Électrotechnique et machines électriques

Un moteur asynchrone triphasé à cage est alimenté par un variateur qui maintient le rapport U/f constant. Que se passe-t-il lorsqu'on diminue la fréquence d'alimentation ?

  1. Le flux magnétique augmente fortement et le circuit magnétique sature
  2. Le couple maximal diminue dans les mêmes proportions que la fréquence
  3. Le flux reste sensiblement constant et la vitesse de synchronisme diminue Correct answer.
  4. Le glissement devient nul quelle que soit la charge

Explanation

En maintenant U/f constant, on conserve un flux magnétique approximativement constant, ce qui évite la saturation et préserve la capacité de couple. La vitesse de synchronisme, proportionnelle à la fréquence, diminue donc. C'est le principe de la commande scalaire des variateurs de fréquence.

Question 48Électrotechnique et machines électriques

Un moteur asynchrone triphasé dont le stator est couplé en triangle est alimenté par un réseau 400 V. On souhaite le démouler en étoile pour réduire le courant de démarrage. Quelle tension chaque enroulement supporte-t-il alors pendant le démarrage ?

  1. 692 V
  2. 400 V
  3. 230 V Correct answer.
  4. 133 V

Explanation

En couplage étoile sur un réseau de 400 V entre phases, chaque enroulement est soumis à la tension simple, soit 400/√3 ≈ 230 V. En couplage triangle, il aurait supporté la tension composée de 400 V. La tension par enroulement est donc divisée par √3, ce qui réduit fortement le courant et le couple.

Question 49Électrotechnique et machines électriques

Un transformateur triphasé Dy11 alimente une charge triphasée équilibrée. Quel déphasage présente la tension composée secondaire par rapport à la tension composée primaire correspondante ?

  1. Un retard de 30°
  2. Un retard de 330°
  3. Un déphasage nul
  4. Une avance de 30° Correct answer.

Explanation

L'indice horaire 11 signifie que la tension secondaire est en avance de 11 × 30° = 330°, ce qui équivaut à une avance de 30° modulo 360°. Le couplage triangle-étoile introduit naturellement ce déphasage de 30°. Cette propriété est essentielle pour le couplage en parallèle de transformateurs.

Question 50Électrotechnique et machines électriques

Un moteur à courant continu à excitation indépendante est alimenté sous tension d'induit constante. Que se passe-t-il si le flux inducteur diminue alors que le couple résistant reste constant ?

  1. La vitesse diminue et le courant d'induit diminue
  2. La vitesse et le courant d'induit restent inchangés
  3. La vitesse augmente et le courant d'induit augmente Correct answer.
  4. La vitesse augmente et le courant d'induit diminue

Explanation

Le couple électromagnétique s'écrit T = k·Φ·I. À couple constant, une diminution du flux impose une augmentation du courant d'induit. De plus, la force électromotrice E = k·Φ·Ω diminue, ce qui accroît le courant et fait monter la vitesse jusqu'à rétablir l'équilibre. Ce phénomène d'emballement doit être surveillé.