Le réseau triphasé — Terminale Bac Pro – Groupement 2
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026, 12:10
Durée : 10-15 min | Calculatrice autorisée | On prendra \(\sqrt{3}\approx 1{,}732\)
Barème : 20 points
Un électricien ouvre un câble triphasé avec neutre et terre.
a) Combien de fils contient ce câble ?
b) De quelle couleur est le fil de terre (PE) ?
a) 3 phases (L1, L2, L3) + 1 neutre (N) + 1 terre (PE) = 5 fils.
b) Le fil de terre est vert-jaune.
Sur le réseau français : \(V = 230\) V (phase-neutre) et \(U = 400\) V (phase-phase).
a) Un appareil est branché entre une phase et le neutre. Quelle tension reçoit-il ?
b) Un appareil est branché entre deux phases. Quelle tension reçoit-il ?
a) Il reçoit la tension simple \(V = 230\) V.
b) Il reçoit la tension composée \(U = 400\) V.
La tension simple d'un réseau est \(V = 230\) V.
Calculer la tension composée : \(U = 1{,}732 \times 230 = \ldots\) V
\(U = 1{,}732 \times 230 \approx \mathbf{400}\) V.
À l'oscilloscope, un électrotechnicien observe les trois tensions d'une distribution triphasée.
De combien de degrés les trois tensions sont-elles déphasées les unes par rapport aux autres ?
Les trois tensions sont déphasées de 120° les unes par rapport aux autres.
Un moteur est couplé en étoile sur le réseau 230/400 V.
a) Chaque enroulement reçoit-il la tension simple \(V\) ou la tension composée \(U\) ?
b) Quelle est la valeur de cette tension ?
a) En couplage étoile, chaque enroulement reçoit la tension simple \(V\).
b) \(V = \mathbf{230}\) V.
Barème : 20 points
Un électricien ouvre un câble triphasé sans neutre, avec terre.
a) Combien de fils contient ce câble ?
b) De quelle couleur est le fil de neutre (N) ?
a) 3 phases (L1, L2, L3) + 1 terre (PE) = 4 fils.
b) Le fil de neutre est bleu.
Sur le réseau français : \(V = 230\) V (phase-neutre) et \(U = 400\) V (phase-phase).
a) Entre L1 et N, quelle tension mesure-t-on ? Comment s'appelle-t-elle ?
b) Entre L1 et L2, quelle tension mesure-t-on ? Comment s'appelle-t-elle ?
a) Entre L1 et N : \(230\) V, c'est la tension simple \(V\).
b) Entre L1 et L2 : \(400\) V, c'est la tension composée \(U\).
La tension composée d'un réseau industriel est \(U = 400\) V.
Calculer la tension simple : \(V = \dfrac{400}{1{,}732} = \ldots\) V
\(V = \dfrac{400}{1{,}732} \approx \mathbf{230}\) V.
À l'oscilloscope, un électrotechnicien observe les trois tensions d'une distribution triphasée.
Ces trois tensions ont-elles la même fréquence ? De combien de degrés sont-elles déphasées entre elles ?
Elles ont la même fréquence (50 Hz) et la même amplitude, mais sont déphasées de 120° les unes par rapport aux autres.
Un moteur est couplé en triangle sur le réseau 230/400 V.
a) Chaque enroulement reçoit-il la tension simple \(V\) ou la tension composée \(U\) ?
b) Quelle est la valeur de cette tension ?
a) En couplage triangle, chaque enroulement reçoit la tension composée \(U\).
b) \(U = \mathbf{400}\) V.
Barème : 20 points
Un électricien câble une armoire alimentée en triphasé 230/400 V avec neutre et terre.
a) Citer les 5 conducteurs et donner leur couleur normalisée.
b) À quoi sert le conducteur vert-jaune ? Transporte-t-il l'énergie ?
a) L1 marron, L2 noir, L3 gris, N bleu, PE vert-jaune.
b) Le vert-jaune est le conducteur de protection (terre) : il ne transmet pas l'énergie, il assure la sécurité (il est indispensable au bon fonctionnement du disjoncteur différentiel).
Une installation industrielle est alimentée sous une tension composée \(U = 400\) V.
a) Rappeler la relation entre \(U\) et \(V\).
b) Calculer la tension simple \(V\).
a) \(U = \sqrt{3}\times V\), soit \(V = \dfrac{U}{\sqrt{3}}\).
b) \(V = \dfrac{400}{1{,}732} \approx \mathbf{231}\) V (arrondi à 230 V).
Un électrotechnicien doit raccorder un moteur qui peut fonctionner en étoile ou en triangle. Le schéma ci-dessous rappelle les deux couplages.
a) En couplage étoile, quelle tension reçoit chaque enroulement ?
b) En couplage triangle, quelle tension reçoit chaque enroulement ?
a) En étoile : la tension simple \(V = 230\) V.
b) En triangle : la tension composée \(U = 400\) V.
Un moteur triphasé porte l'indication Δ 230 V / Y 400 V. Il est raccordé sur le réseau 230/400 V.
a) Quelle est la tension nominale d'un enroulement ?
b) Quel couplage faut-il choisir pour ne pas détruire les enroulements ? Justifier.
a) La tension nominale d'un enroulement est la plus petite indication : 230 V.
b) Il faut le couplage étoile (Y) : chaque enroulement reçoit alors la tension simple \(V = 230\) V. En triangle, il recevrait \(U = 400\) V et serait détruit.
Un moteur couplé en triangle absorbe un courant de ligne \(I_L = 26\) A.
Calculer le courant dans une branche (un enroulement) : \(I_B = \dfrac{I_L}{\sqrt{3}}\).
\(I_B = \dfrac{I_L}{\sqrt{3}} = \dfrac{26}{1{,}732} \approx \mathbf{15{,}0}\) A.
Barème : 20 points
Un électricien câble une armoire alimentée en triphasé 230/400 V, avec terre mais sans neutre.
a) Citer les 4 conducteurs présents et donner leur couleur normalisée.
b) Peut-on utiliser le fil vert-jaune comme phase ou comme neutre ? Pourquoi ?
a) L1 marron, L2 noir, L3 gris, PE vert-jaune.
b) Non : le vert-jaune est réservé à la terre (conducteur de protection). Il est interdit de l'utiliser comme phase ou neutre, car il assure la sécurité des personnes.
Une installation est alimentée sous une tension simple \(V = 230\) V.
a) Rappeler la relation entre \(U\) et \(V\).
b) Calculer la tension composée \(U\).
a) \(U = \sqrt{3}\times V\).
b) \(U = 1{,}732 \times 230 \approx \mathbf{400}\) V.
Un électrotechnicien compare les deux couplages d'un moteur. Le schéma ci-dessous les rappelle.
a) Dans quel couplage chaque enroulement est-il branché entre une phase et le neutre ?
b) Dans quel couplage chaque enroulement est-il branché entre deux phases ?
a) Couplage étoile (Y) : chaque enroulement est entre une phase et le neutre → tension simple \(V\).
b) Couplage triangle (Δ) : chaque enroulement est entre deux phases → tension composée \(U\).
Un moteur triphasé porte l'indication Δ 400 V / Y 690 V. Il est raccordé sur le réseau 230/400 V.
a) Quelle est la tension nominale d'un enroulement ?
b) Quel couplage faut-il choisir ? Justifier.
a) La tension nominale d'un enroulement est la plus petite indication : 400 V.
b) Il faut le couplage triangle (Δ) : chaque enroulement reçoit alors la tension composée \(U = 400\) V, qui correspond à sa tension nominale. En étoile, il ne recevrait que \(V = 230\) V (sous-tension).
Un moteur couplé en triangle a un courant de branche \(I_B = 10\) A dans chaque enroulement.
Calculer le courant de ligne : \(I_L = \sqrt{3}\times I_B\).
\(I_L = \sqrt{3}\times I_B = 1{,}732 \times 10 \approx \mathbf{17{,}3}\) A.
Barème : 20 points
Un technicien d'équipement industriel raccorde un moteur triphasé sur un réseau 230/400 V. La plaque signalétique indique Δ 230 V / Y 400 V.
a) Justifier, à l'aide de la relation \(U = \sqrt{3}\times V\), pourquoi le réseau est dit « 230/400 V ».
b) Déterminer le couplage à réaliser et expliquer ce qui se passerait avec l'autre couplage.
a) Le réseau fournit \(V = 230\) V entre phase et neutre. La tension composée vaut \(U = \sqrt{3}\times 230 = 1{,}732 \times 230 \approx 400\) V. D'où l'appellation « 230/400 V ».
b) Enroulement nominal 230 V → couplage étoile (Y), chaque enroulement reçoit \(V = 230\) V. En triangle, il recevrait \(U = 400\) V > 230 V : surtension, destruction des enroulements.
Le moteur, couplé correctement en étoile, absorbe un courant de ligne \(I_L = 9\) A.
a) En couplage étoile, quelle relation lie \(I_L\) et le courant de branche \(I_B\) ?
b) En déduire \(I_B\).
a) En couplage étoile, le courant de ligne est égal au courant de branche : \(I_L = I_B\).
b) Donc \(I_B = \mathbf{9}\) A.
Un second moteur, prévu pour \(\Delta\) 400 V, est couplé en triangle sur le même réseau. On mesure un courant de ligne \(I_L = 15{,}6\) A.
a) Quelle relation lie \(I_L\) et \(I_B\) en couplage triangle ?
b) Calculer le courant \(I_B\) circulant dans chaque enroulement.
a) En triangle : \(I_L = \sqrt{3}\times I_B\), soit \(I_B = \dfrac{I_L}{\sqrt{3}}\).
b) \(I_B = \dfrac{15{,}6}{1{,}732} \approx \mathbf{9{,}0}\) A.
À l'oscilloscope, un électrotechnicien visualise les trois tensions simples d'une distribution triphasée, de fréquence 50 Hz.
a) De quel angle sont-elles déphasées ? À quel décalage temporel cela correspond-il ?
b) Expliquer pourquoi, sur une charge équilibrée, le courant dans le neutre est nul.
a) Déphasage de 120°, soit un tiers de période. Pour \(f = 50\) Hz, la période est \(T = \dfrac{1}{50} = 20\) ms, donc le décalage vaut \(\dfrac{20}{3} \approx 6{,}7\) ms.
b) À chaque instant, la somme des trois tensions (et des trois courants équilibrés) est nulle : \(v_1 + v_2 + v_3 = 0\). Le courant de retour dans le neutre est donc nul.
Barème : 20 points
Un technicien d'équipement industriel raccorde un moteur triphasé sur un réseau 230/400 V. La plaque signalétique indique Δ 400 V / Y 690 V.
a) Vérifier, à l'aide de la relation \(V = \dfrac{U}{\sqrt{3}}\), que la tension simple du réseau vaut bien 230 V.
b) Déterminer le couplage à réaliser et expliquer le comportement du moteur avec l'autre couplage.
a) \(V = \dfrac{U}{\sqrt{3}} = \dfrac{400}{1{,}732} \approx 231 \approx 230\) V. Cohérent avec le réseau 230/400 V.
b) Enroulement nominal 400 V → couplage triangle (Δ), chaque enroulement reçoit \(U = 400\) V. En étoile, il ne recevrait que \(V = 230\) V : sous-tension, le moteur ne développerait pas sa puissance nominale.
Le moteur, couplé correctement en triangle, absorbe un courant de ligne \(I_L = 12\) A.
a) En couplage triangle, quelle relation lie \(I_L\) et le courant de branche \(I_B\) ?
b) En déduire \(I_B\).
a) En triangle : \(I_L = \sqrt{3}\times I_B\), soit \(I_B = \dfrac{I_L}{\sqrt{3}}\).
b) \(I_B = \dfrac{12}{1{,}732} \approx \mathbf{6{,}9}\) A.
Un second moteur est couplé en étoile sur le même réseau. On mesure un courant de branche \(I_B = 7\) A dans un enroulement.
a) Quelle relation lie \(I_L\) et \(I_B\) en couplage étoile ?
b) En déduire le courant de ligne \(I_L\).
a) En couplage étoile, le courant de ligne est égal au courant de branche : \(I_L = I_B\).
b) Donc \(I_L = \mathbf{7}\) A.
Un électrotechnicien mesure à l'oscilloscope le décalage temporel entre deux tensions simples d'un réseau triphasé de fréquence 50 Hz. Il lit \(\Delta t \approx 6{,}7\) ms.
a) Calculer la période \(T\) du réseau, puis vérifier que ce décalage correspond bien à un déphasage de 120°.
b) Que devient le courant dans le conducteur de neutre lorsque la charge est équilibrée ? Justifier.
a) \(T = \dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{50} = 20\) ms. Le décalage \(\Delta t = 6{,}7\) ms représente \(\dfrac{6{,}7}{20} \approx \dfrac{1}{3}\) de période, soit \(\dfrac{360°}{3} = \mathbf{120°}\).
b) La somme des trois courants équilibrés est nulle à chaque instant, donc le courant dans le neutre est nul.