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Objectifs
– Décrire les méthodes de productions de l’électricité domestique ;
– Décrypter une facture ENEO -Cameroun
– Comprendre le fonctionnement d’un adaptateur secteur.
1. Les tensions alternatives
Aux bornes d’une prise de secteur, la tension qui est délivrée par l’AES-Sonel est une tension alternative. C’est une tension qui présente une succession de motifs identiques (alternances) dont les unes sont positives et les autres négatives. L’appareil qui permet de visualiser les variations en fonction du temps est l’oscilloscope. La courbe affichée à l’écran de l’oscilloscope est appelée oscillogramme.
Observation :
La courbe observée sur l’écran de l’oscilloscope présente l’allure d’une sinusoïde, dans ce cas la tension est dite alternative sinusoïdale.
L’intervalle de temps pendant lequel les motifs se reproduisent identiques à eux même est appelé période et noté T son unité est la seconde (S). L’inverse de la période est appelé fréquence noté F ou N. C’est aussi le nombre de période par unité de temps. F = 1/T. La fréquence s’exprime en hertz (Hz). La valeur de la tension au sommet d’une crête est appelée valeur maximale de la tension notée Umax. La valeur efficace d’une tension alternative U est donnée par la relation U = Umax/√2. U et Umax (V).
La valeur efficace de la tension est mesurée à l’aide d’un voltmètre branché aux bornes du dipôle fonctionnant en courant alternatif. Sur les compteurs ENEO -Cameroun la valeur efficace de la tension y est indiquée.
Exercice d’application
A-
Sur un compteur d’électricité on peut lire les indications : 220V-50Hz.
- Que représentent chacune des indications ?
- Calculer la période T et la valeur maximale de la tension.
B-
L’oscilloscope présente deux 2 réglages :
– Un réglage sur la tension appelé sensibilité verticale (le nombre de volt par division exemple 0,5V/div.);
– Un réglage sur le temps appelé balayage horizontal (nombre de milliseconde par division exemple 10ms/div.).
Cet oscilloscope permet de visualiser la tension aux bornes d’un dipôle.
- Quelle est la nature de cette tension.
- Déterminer la valeur maximale de cette tension et sa période.
- En déduire la valeur efficace de cette tension et sa fréquence.
2. Production d’une tension alternative
Le principe de production est basé sur la rotation d’une bobine placée dans l’entrefer d’un aimant en U ou règne un champ magnétique. Lorsque la bobine tourne, il apparaît à ses bornes une tension tantôt positive tantôt négative appelé tension alternative. Le dispositif de production de cette tension est appelé alternateur. L’aimant qui est supposé fixe est appelé stator et la bobine qui est en rotation est le rotor. Le symbole d’un générateur de tension alternative est :
3. Transformation d’une tension altérative en tension continue
Pour fonctionner la plus part des appareils que nous utilisons ont besoin de courant continu (baladeur CD Moulinex, etc.) c’est pourquoi dans leur circuit on trouve parfois incorporés des transformateurs ou adaptateurs secteurs. L’adaptateur est un appareil qui a pour rôle de d’abaisser ou d’élever la tension pour qu’elle soit celle nécessaire pour le fonctionnement d’un appareil. Son symbole est :
Remarque
un adaptateur secteur ne fonctionne pas en courant continu, il peut être endommagé.
L’adaptateur permet de transformer un courant alternatif en courant continu grâce à un pont de diode qui transforme la tension d’entrée en double alternance (tension non continue mais positive) puis une seconde diode montée à un résistor (redresseur) en parallèle permet ensuite de lisser la double alternance, ce qui permet d’obtenir la tension continue.
4. Puissance électrique
4.1. puissance nominale
La puissance nominale d’un appareil est l’énergie qu’il consomme par seconde s’il fonctionnait dans les conditions spécifiées par son constructeur. L’unité de la puissance est le watt (W).
4.2. Relation entre puissance et énergie électrique, entre puissance et tension
P = W/t avec P(W), W en joule (j), t(s)
- En courant continu, la puissance électrique consommée par un dipôle est égale au produit de la tension U à se bornes par l’intensité du courant I qui traverse le dipôle.
P = UxI avec P(W), U(V), I(A).
- En courant alternatif, le produit UeffxIeff est généralement inférieur à la puissance nominale.
Remarque
– Il ne faut jamais faire fonctionner un appareil en dehors de ses conditions normales d’utilisation.
– Une installation ne peut fournir qu’une puissance inférieure au produit de la tension de délivrance par l’intensité maximale marquée sur le compteur. Cette puissance est appelé puissance disponible.
4.3. La facture ENEO –Cameroun
ENEO -Cameroun utilise le kilowattheure pour facturer la consommation d’énergie électrique et 1kwh = 1000wh 1wh = 3600j, 1kwh = 3.600.000j.
Une facture comporte 3 principales informations :
- – La consommation : elle s’obtient en effectuant l’opération suivante :
Nouvel index – ancien index = nombre de kW consommée = énergie électrique consommée. Le montant à payer s’obtient en multipliant la consommation par le prix du kW qui varie suivant les saisons (70f en saison sèche et 80 f en saison pluvieuse).
– La location du compteur : le montant est fixé à 668fcfa;
– La T.VA : Taxe sur la Valeur Ajoutée : Son taux est fixé depuis janvier 2005 à 19,25% de la consommation au-dessus de 110kw ainsi que celle de la location compteur.
Le net à payer est obtenu en faisant la somme de valeurs obtenues ci-dessus.
Exercice d’application
Sur une facture on note AI = 23959 NI = 24258, saison sèche.
- Calculer en kWh la consommation totale.
- Calcule la taxe à payer sur la location compteur (19,25×668/100) et sur la consommation.
- Déterminer le montant net à payer.
