angle de phase

L'angle de phase est la position angulaire d'une forme d'onde de tension ou de courant sinusoïdale à un instant donné, exprimée en degrés (0 à 360) ou en radians (0 à 2π). Il décrit la progression d'une onde dans son cycle par rapport à un point de référence, généralement le passage par zéro ou le pic. Dans les systèmes d'alimentation triphasés et les circuits CA en général, l'angle de phase devient critique car il détermine si les courants et les tensions s'additionnent ou s'opposent.

En pratique, l'angle de phase apparaît le plus souvent lors de la comparaison de deux formes d'onde. Une tension et un courant dans le même circuit peuvent ne pas atteindre leur pic au même moment; la différence angulaire entre eux est leur angle de phase. Dans une charge purement résistive, la tension et le courant sont en phase (0 degré). Dans un circuit inductif, le courant est en retard sur la tension jusqu'à 90 degrés. Dans un circuit capacitif, le courant est en avance sur la tension jusqu'à 90 degrés. Ce retard ou cette avance affecte directement le facteur de puissance et la puissance réelle fournie à la charge.

Angle de phase dans les systèmes triphasés

Les systèmes CA triphasés dépendent de l'angle de phase pour fonctionner. Les trois phases sont séparées par exactement 120 degrés. La phase A, la phase B et la phase C atteignent leurs pics à un tiers de cycle d'intervalle. Cette séparation de 120 degrés permet aux moteurs triphasés de produire un couple doux et continu et permet une transmission de puissance efficace. Si les angles de phase deviennent inégaux, une condition appelée déséquilibre de phase, les performances du moteur se dégradent, une surchauffe se produit et l'efficacité diminue de manière mesurable.

Le déphasage causé par les charges capacitives ou inductives est l'un des problèmes les plus courants dans les systèmes électriques industriels. Une usine avec de nombreuses charges inductives (moteurs, transformateurs, soudeuses) verra le courant en retard sur la tension de 30 à 50 degrés dans toute l'installation. Cela augmente la demande de puissance apparente et réduit le facteur de puissance en dessous de 0,95, ce qui entraîne des pénalités de la part du fournisseur d'électricité et un gaspillage d'énergie sous forme de chaleur dans les conducteurs. Des condensateurs de correction du facteur de puissance sont installés pour ramener ce déphasage vers zéro.

La mesure de l'angle de phase nécessite un oscilloscope, un analyseur de puissance ou un phasemètre dédié. Les compteurs de puissance numériques modernes affichent directement l'angle de phase. Lors du dépannage sur le terrain, une vérification simple consiste à comparer les formes d'onde de deux signaux sur un écran d'oscilloscope et à compter les divisions de la grille entre les passages par zéro ou les pics correspondants, puis à convertir cette distance en degrés en fonction du réglage de la base de temps.