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ALLO DOCTEUR ! La phase électrique

Dis-moi Docteur avec un Epure, comment on fait pour déterminer la phase du secteur électrique ? Mon tournevis testeur de phase s'allume au contact des 2 bornes de sorties de ma prise d'Epure...

Evidence énergie électrique PHASE ELECTRIQUE ET EPURE

 

Petits rappels et postulat

La production de l’énergie électrique est centralisée et généralement synchrone sur l’ensemble d’un réseau à l’échelle d’un Pays.

Sa distribution est conditionnée principalement par la problématique du transport et des pertes :

 

Effets Joule dus à des chocs de particules internes à la matière évidence effet joule

La production de chaleur, résultant de l’effet Joule, est proportionnelle à l’intensité du courant suivant la formule (P=R.I2). Elle est responsable de l’échauffement et éventuellement de la déformation des câbles électriques. L’utilisation d’un tension élevée (400 kV par exemple), permet, à puissance transportée équivalente, de limiter le courant et donc les pertes (P=U.I).

 

Effets couronne dus à l’énergie dissipée dans l’air qui entoure les câbles électriques par ionisation du gaz (charges arrachées aux particules de l’air au passage de fortes intensités qui provoquent également le bourdonnement électrique audible)). http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_corona 

 

Le courant alternatif est aujourd’hui la technologie la plus utilisée pour transporter l’électricité en haute et très haute tension. Mais en technologie alternative, plus la longueur de la ligne augmente, plus le déphasage est important. Sur grandes distances, on observe un déphasage allant jusque 90°qui provoque des problèmes de synchronisation et de stabilité sur le réseau. Pour y remédier, on utilise les transformateurs électriques pour élever (ou abaisser) la tension de façon à réduire l’intensité du courant dans les fils conducteurs tout en conservant une même puissance transportée (loi d’Ohm et formules dérivées) en assurant une relative stabilité sur le réseau. L’instabilité du réseau électrique peut conduire à des dégâts matériels et des black-out par exemple.

La stabilité du réseau fait appel à 2 composantes électriques. La fréquence (50 ou 60 Hz) qui est une grandeur scalaire et son réglage est assuré en agissant sur des puissances actives à l’échelle globale (Centrales électriques à fonction d’asservissement) et la tension (230V)  qui est une grandeur vectorielle et son réglage est assuré en agissant sur des puissances réactives à l’échelle locale (transformateurs et alternateurs).

Le recours  au courant alternatif permet le transport du courant à des tensions très élevées, puis sa distribution locale grâce à des transformateurs électriques. Ceux ci vont abaisser la tension à proximité du lieu de distribution afin de permettre son utilisation finale (115 à 240 V en général, suivant les pays).

évidence réseau domestique Le réseau domestique est relié par un câble au réseau électrique de la compagnie de distribution de l'électricité après les alternateurs et transformateurs.

L’utilisateur final voit arriver le courant sous forme de trois fils. Deux fils d’alimentation plus un conducteur de sécurité :

évidence fils électriques

  • le fil de phase dont le potentiel électrique varie de façon sinusoïdale selon la rotation du générateur sur son axe.
  • Le neutre qui est généralement relié à la terre au niveau du transformateur de distribution locale.
  • Le troisième fil est un conducteur de sécurité qui est relié à la masse générale et à la terre du bâtiment. Toutes les liaisons de terre doivent donc être interconnectées pour rester équipotentielles.

 

Les purificateurs de secteur électrique Epure

Grâce à l’utilisation d’un Epure, l’électricité circulant entre les deux pôles d’alimentation de la prise de courant, est obtenue aux bornes d’un circuit secondaire par un phénomène d’induction électromagnétique. Par conséquent, aucun des pôles d’alimentation n’est relié physiquement aux bornes du courant secteur. Il s’agit d’un réseau dit « flottant » sans à proprement parler, ni phase, ni neutre.  Cependant, le sens du courant induit dans ce réseau est déterminé par les lois de l’électromagnétisme. Il dépend du sens du courant dans le circuit primaire. Par convention, usages et habitudes, nous avons décidé que le sens du courant en sortie de secondaire correspondrait à une phase « virtuelle » située sur le côté droit de chaque prise électrique des Epure (identique à celle de la position de la phase en entrée de courant).

                  

L’appareil que l’on branche sur l’Epure est généralement muni d’une alimentation faisant appel à un transformateur qui élève ou abaisse la tension. Le transformateur est suivi d’un pont de diodes permettant de redresser le courant alternatif en courant continu pour être utilisable par ses différents circuits. La conception de ce pont de diodes lui permet de fonctionner quel que soit le sens de branchement.

 

Cependant, tous les audiophiles avertis,  savent que le fonctionnement optimal sera obtenu lorsque l’appareil est branché dans le bon sens. Lorsque la phase électrique de l’appareil correspond à la phase électrique du secteur.

  évidence repérage de la phase   évidence repérage de la phase sur prise électrique

La détermination du bon sens de branchement peut être effectuée de trois façons différentes :

 

  • A l’oreille, le branchement dans le mauvais sens va s’accompagner d’une sensation d’inconfort acoustique, avec des voix un peu nasillardes, un certain flou dans la scène sonore, un manque de fermeté du grave…Le bon sens de branchement fait disparaître cette sensation d’inconfort avec une meilleure ouverture de la scène sonore.

 

  • La deuxième méthode la plus utilisée est l’utilisation d’un petit appareil appelé détecteur de phase, qui est basé sur la mesure du courant de fuite. Celui ci est en effet au minimum lorsque l’appareil est branché dans le bon sens. Dans le cas d’un branchement par Epure, la phase est difficile à déterminer avec un simple tournevis testeur, la sensibilité de cet appareil est trop importante.

          Nous allons proposer prochainement des testeurs de phases dignes de ce nom.

 

  • La troisième méthode consiste à mesurer la tension du courant de fuite, entre le châssis de l’appareil branché et la terre du bâtiment à l’aide d’un voltmètre réglé sur la gamme 500 mV, ceci dans les deux sens de branchement. Le bon sens de branchement sera celui où la valeur mesurée sera la plus faible. Il faut pour cela utiliser un adaptateur de façon à ce que l’appareil ne soit pas relié à la terre le temps de la mesure.

 

Jean-Christophe B & Jacques B - avril 2015

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