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Technique - Impédance


  • Nous avons vu (et compris) ce qu'était la réactance pour les condensateurs et les inductances, nous avons étudié la comportement des résistances pures en alternatif.
  • Nous savons que la résistance pure ne produit pas de déphasage tension-courant mais qu'en revanche, le condensateur avance le courant et la self le retarde.
  • Jusqu'à présent nous avons travaillé sur les élément isolés, que se passe t-il si nous combinons ces trois éléments?
Si nous combinons une résistance, un condensateur et une self, nous réalisons, quel que soit l'arrangement (série,//), un circuit extrêmement utilisé en radiofréquence.
Or il se trouve que ce circuit possède une autre caractéristique importante, il présente une impédance au courant alternatif. L'impédance sera la propriété du circuit à s'opposer au passage du courant alternatif dès lors que l'on combine des éléments possédant une réactance (condensateurs, inductances) et une résistance.

Intuitivement on sent bien que le comportement antagoniste des selfs/condensateurs va produire quelque chose et c'est ici que nous allons avoir besoin de notre ami Pythagore.


L'impédance sera notée Z et s'exprimera en
W



Un début d'explication :
J'ai, grâce à différents instruments de mesure et calculs, déterminé les réactances XL et XC (de la self et du condensateur) à une fréquence f. J'ai réalisé un montage mettant en jeu ces trois éléments.
J'ai la possibilité de faire un graphique qui me montre le fonctionnement de mon circuit

impeda1.gif (1882 octets)


Examinons ce graphique.
Nous voyons différents vecteurs identifiés par des couleurs différentes.
La longueur de ces vecteurs est proportionnelle à la valeur de la grandeur électrique.
en noir : la résistance R
en bleu : la réactance de la self XL
en rouge : la réactance du condensateur XC
en vert : l'impédance du circuit Z

On constate que si l'on prend   l'axe des résistances comme référence de déphasage = 0°, l'axe des réactances est bien à 90°.
Pour le vecteur Bleu indiquant une réactance inductive, le vecteur est orienté vers le haut, tandis que le vecteur rouge de la réactance capacitive est orienté vers le bas, toujours à 90° de l'axe des résistances.
La réactance capacitive se retranche à la réactance inductive (toujours) puisque, souvenez-vous, les déphasages sont opposés. Il apparaît une résultante (qu'elle soit capacitive ou inductive), ce sera la réactance dominante.
L'impédance sera la combinaison vectorielle de la réactance résultante et de la résistance.

L'angle noté "a" sur le dessin correspond au déphasage entre la tension et le courant Nous pourrons calculer Z par différents moyens, soit la méthode graphique (la règle suffit), soit par Pythagore (on déterminera la valeur de l'hypoténuse correspondant à Z) ou la trigonométrie.




Les abus de langage:

Vous entendrez souvent parler de l'impédance d'un condensateur ou d'une self. On devrait essentiellement parler de la réactance de la self ou du condensateur. Ceci n'est pas bien grave d'autant que ces composant ne sont pas parfaits et qu'une self est obligatoirement résistive. Rappelons que l'on calcule les réactances par

XC = 1/ Cw
XL = L
w
Avec   w   = 2 P f





Nous venons de définir l'impédance, qu'en est-il de la loi d'Ohm ?

La loi d'Ohm décrite pour le courant continu ne pourra pas s'appliquer aux circuits alternatifs sans quelques aménagements. Le principal facteur est que la résistance seule ne suffit plus à représenter l'opposition au passage du courant.
Mais nous venons de découvrir que l'impédance, elle est représentative de cette opposition.
Nous retiendrons :

 
U  =  Z I
            U
I  =    ____
             Z
                     U
      Z   =    _______
                     I

Les valeurs de U et I sont des valeurs efficaces