Génie Électrique - circuits, triphasé, électronique et asservissements
L'épreuve de Génie Électrique couvre les circuits (Thévenin, régime sinusoïdal), l'électrotechnique (transformateur, machine asynchrone, installations triphasées), l'électronique (diode, transistor, AOP) et l'automatique (fonction de transfert, Bode, stabilité). Le correcteur attend une rigueur sur les phases et les valeurs efficaces, et un contrôle de bon sens sur les puissances et le rendement.
Notions clés
- Régime sinusoïdal : Z_R = R, Z_L = jLω, Z_C = 1/(jCω) ; P = UI cos φ, Q = UI sin φ, S = UI.
- Triphasé équilibré : U = √3·V, P = √3·U·I·cos φ ; le neutre ne sert qu'en déséquilibre.
- Transformateur : m = N2/N1 = U2/U1 = I1/I2, pertes cuivre et pertes fer séparées par l'essai en court-circuit et à vide.
- Machine asynchrone : n_s = 60f/p, g = (n_s − n)/n_s.
- AOP idéal : V+ = V−, courants d'entrée nuls, mais saturation aux rails dès que la sortie demandée les dépasse.
- Automatique : FT en boucle fermée, position des pôles, marge de phase.
Exemple travaillé
Moteur triphasé 400 V, puissance utile 15 kW, cos φ = 0,85, rendement η = 0,90.
- Puissance absorbée : P_a = 15/0,90 = 16,67 kW.
- Courant de ligne : I = P_a/(√3·U·cos φ) = 16 670/(1,732 × 400 × 0,85) ≈ 28,3 A.
- Réactif : tan φ = 0,527 ; Q = 16,67 × 0,527 ≈ 8,8 kvar.
- Compensation à cos φ' = 0,95 : Q_c = P(tan φ − tan φ') = 16,67(0,527 − 0,329) ≈ 3,3 kvar.
Pièges qui coûtent des points
- Utiliser la puissance utile au lieu de la puissance absorbée, c'est-à-dire oublier le rendement.
- Confondre tension simple (230 V) et composée (400 V), ou le couplage étoile/triangle.
- Passer de l'amplitude à la valeur efficace sans le facteur √2.
- Faire un calcul d'AOP sans vérifier la saturation.
- Mélanger degrés et radians dans l'écriture des phases et des diagrammes de Bode.