avance de phase

Dans un circuit CA, l'avance décrit la relation de phase où le courant atteint son maximum avant la tension. Si vous représentez les deux sous forme d'ondes sinusoïdales, l'onde de courant se décale vers la gauche, atteignant les passages par zéro et les crêtes avant l'onde de tension. Cela se produit dans les circuits capacitifs, où le comportement de charge du condensateur provoque une augmentation du courant en prévision des changements de tension. L'avance est mesurée en degrés; une avance de 90 degrés représente le courant atteignant son maximum un quart de cycle avant la tension.

L'avance se produit spécifiquement dans les circuits avec capacitance. Un condensateur laisse passer le courant plus facilement lorsque la tension change le plus rapidement, ce qui se produit aux points de passage par zéro de l'onde sinusoïdale de tension. Au pic de tension, où le taux de changement est nul, le courant du condensateur tombe à zéro. Cette relation inversée produit l'angle de phase en avance. Dans les circuits purement résistifs, le courant et la tension sont en phase. Dans les circuits inductifs, l'inverse se produit: le courant est en retard sur la tension.

Facteur de puissance et problèmes pratiques

Une avance excessive peut réduire le facteur de puissance, tout comme un retard. Le facteur de puissance représente le cosinus de l'angle de phase; une avance de 30 degrés donne un facteur de puissance de 0,866, ce qui signifie que 13,4 pour cent de la puissance apparente ne fait aucun travail utile. Les services publics pénalisent les clients dont les installations produisent de grands angles d'avance ou de retard, car la puissance réactive gaspillée nécessite des conducteurs et des transformateurs plus grands pour la transporter.

L'avance apparaît généralement dans les systèmes de distribution d'énergie fortement chargés en équipements capacitifs: les batteries de condensateurs utilisées pour la correction du facteur de puissance, les circuits convertisseurs CA-CC et l'éclairage fluorescent avec certaines conceptions de ballasts. Lors de la correction d'un facteur de puissance en retard en installant des condensateurs, les ingénieurs doivent s'assurer qu'ils ne sur-corrigent pas, introduisant plutôt une avance. Les relais de protection dans les systèmes haute tension surveillent une avance excessive comme signe de défaillance ou de désaccord de condensateur.

Le terme avance vient de la métaphore d'une onde qui précède une autre dans le temps, comme si le courant entraînait la tension à travers le cycle. Cela le distingue du retard, où le courant est à la traîne. L'avance et le retard sont tous deux mesurés en tant qu'angles de phase en degrés ou en radians, l'avance étant conventionnellement exprimée comme un angle négatif ou explicitement indiquée comme étant en avance, selon la convention de mesure utilisée.