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Chapitre 2 – Exercices par capacités

Le réseau triphasé  |  Terminale Bac Pro – Groupement 2  |  Physique-Chimie

Dernière mise à jour : 21 octobre 2026

Capacités et connaissances du programme :

On prendra \(\sqrt{3}\approx 1{,}732\).

C1 — Identifier les conducteurs (code couleur) et le rôle de la terre

Code couleur NF C 15-100 : phase L1 marron, L2 noir, L3 gris, neutre N bleu, terre PE vert-jaune.
Le conducteur vert-jaune (terre) ne transmet pas l'énergie : il assure la sécurité (fonctionnement du disjoncteur différentiel).

Exercice 1

Un électricien ouvre un câble triphasé avec neutre et terre. Combien de fils contient-il ? Les nommer.

Exercice 2

Associer chaque conducteur à sa couleur normalisée : L1, L2, L3, N, PE.

Exercice 3

Un électrotechnicien trouve dans une gaine un fil vert-jaune. Peut-il l'utiliser comme conducteur de phase ou de neutre ? Justifier.

Exercice 4

Un câble triphasé sans neutre mais avec terre alimente un moteur. Combien de fils comporte-t-il et lesquels ?

C2 — Déphasage de 120° entre les tensions (oscilloscope)

Les trois tensions simples \(v_1, v_2, v_3\) ont même fréquence (50 Hz) et même amplitude, mais sont déphasées de 120° (un tiers de période).
À chaque instant : \(v_1 + v_2 + v_3 = 0\) → sur charge équilibrée, le courant dans le neutre est nul.

Exercice 1

À l'oscilloscope, un technicien observe les trois tensions d'une distribution triphasée. De combien de degrés sont-elles déphasées les unes par rapport aux autres ?

Exercice 2

Le réseau triphasé français a une fréquence \(f = 50\) Hz. Calculer la période \(T\), puis le décalage temporel correspondant à un déphasage de 120° (un tiers de période).

Exercice 3

Les trois tensions d'un réseau triphasé ont-elles la même fréquence ? La même amplitude ? Qu'est-ce qui les distingue ?

Exercice 4

Sur un réseau triphasé équilibré, la somme des trois tensions simples est nulle à chaque instant. En déduire ce que vaut le courant circulant dans le conducteur de neutre.

C3 — Relation entre tension simple \(V\) et tension composée \(U\)

\(U = \sqrt{3}\times V\)  \(\Leftrightarrow\)  \(V = \dfrac{U}{\sqrt{3}}\)
\(V\) : tension simple (phase-neutre) — \(U\) : tension composée (phase-phase). En France : \(V = 230\) V, \(U = 400\) V.

Exercice 1

La tension simple d'un réseau est \(V = 230\) V. Calculer la tension composée \(U\).

Exercice 2

Une installation industrielle est alimentée sous une tension composée \(U = 400\) V. Calculer la tension simple \(V\).

Exercice 3

Une usine est alimentée en haute puissance sous une tension composée \(U = 690\) V. Calculer la tension simple \(V\) entre une phase et le neutre.

Exercice 4

Un électricien mesure une tension simple \(V = 127\) V (ancien réseau). Calculer la tension composée \(U\) correspondante.

C4 — Couplages étoile et triangle : tension reçue par le récepteur

Étoile (Y) : chaque récepteur est branché entre une phase et le neutre → il reçoit la tension simple \(V\).
Triangle (Δ) : chaque récepteur est branché entre deux phases → il reçoit la tension composée \(U\).
Couplage étoile (Y) N L1 L2 L3 Couplage triangle (Δ) L1 L2 L3
Étoile : récepteurs entre phase et neutre (tension \(V\)). Triangle : récepteurs entre deux phases (tension \(U\)).

Exercice 1

Un moteur est couplé en étoile sur le réseau 230/400 V. Quelle tension reçoit chaque enroulement ?

Exercice 2

Le même moteur est couplé en triangle sur le réseau 230/400 V. Quelle tension reçoit chaque enroulement ?

Exercice 3

Un moteur porte l'indication Δ 230 V / Y 400 V. Sur le réseau 230/400 V, quel couplage faut-il choisir pour que chaque enroulement reçoive sa tension nominale (230 V) ? Justifier.

Exercice 4

Un autre moteur porte l'indication Δ 400 V / Y 690 V. Sur le réseau 230/400 V, quel couplage faut-il choisir ? Justifier.

Exercice 5

Dans quel couplage chaque récepteur est-il relié à un point commun (le neutre) ? Dans quel couplage les récepteurs forment-ils une boucle fermée entre les phases ?

C5 — Courant de ligne et courant de branche

Courant de ligne \(I_L\) : circule dans chaque fil de phase. Courant de branche \(I_B\) : circule dans chaque récepteur.
Étoile : \(I_L = I_B\).    Triangle : \(I_L = \sqrt{3}\times I_B \;\Leftrightarrow\; I_B = \dfrac{I_L}{\sqrt{3}}\).

Exercice 1

Un moteur couplé en étoile absorbe un courant de ligne \(I_L = 12\) A. Quel est le courant \(I_B\) dans chaque enroulement ?

Exercice 2

Un moteur couplé en triangle absorbe un courant de ligne \(I_L = 20\) A. Calculer le courant \(I_B\) dans chaque branche.

Exercice 3

Un récepteur triphasé couplé en triangle a un courant de branche \(I_B = 10\) A dans chaque élément. Calculer le courant de ligne \(I_L\).

Exercice 4

Un électrotechnicien mesure un courant de ligne \(I_L = 26\) A sur un moteur couplé en triangle. Il souhaite vérifier que chaque branche supporte bien son courant nominal de 15 A. Calculer \(I_B\) et conclure.

Exercice 5

Un même récepteur est branché tantôt en étoile, tantôt en triangle. Dans lequel des deux couplages le courant de ligne \(I_L\) est-il le plus élevé (pour un même courant de branche) ? Justifier avec les relations.