Intérêt du triphasé en distribution d’énergie électrique

Soient trois générateurs e1,e2, e3 et trois impédances identiques à alimenter. Comparons en monophasé et en triphasé les quantités de cuivre nécessaires à la construction des lignes.

Les courants I1, I2, I3 ont même module I. Soit une densité de courant s. Soit L la distance entre les récepteurs et les sources.

En monophasé il faut un volume de cuivre = 3.2.L.I/s
En triphasé tout se passe comme si les trois fils entre N et N’ étaient accolés en un seul conducteur. Il circule alors dans ce conducteur N, N’ un courant . Donc si les trois sources sont reliées en un même point N et les récepteurs en un même point N’ la liaison N, N’ devient inutile. Seuls les conducteurs de phase sont nécessaire en triphasé. Il faut donc en triphasé un volume de cuivre = 3.L.I/s

Conclusion : en triphasé équilibré (mêmes impédances Z) il faut deux fois moins de cuivre pour construire la ligne.

Dans la pratique en distribution les charges ne sont pas tout à fait équilibrées et la connexion de neutre N, N’ doit être conservée. Mais on utilise un fil de même section que pour les phases. L’économie sur la quantité de cuivre est alors de 30%.

Il en résulte une réduction des contraintes sur les pylônes.

% Intérêt du triphasé pour le redressement: 

L’ondulation en sortie est très faible par rapport à ce que produit un pont redresseur monophasé. L’inductance de lissage à prévoir dans la charge pour que le courant I0 soit faiblement ondulé est donc nettement plus économique en triphasé.

% Intérêt du triphasé pour les machines tournantes: 

On peut facilement créer un champ tournant en plaçant trois bobines régulièrement espacée et parcourues par des courants triphasés équilibrés.

% Intérêt du triphasé pour les transformateurs: 

Le volume de fer alloué aux jambes latérales est égal à celui de la jambe centrale.

En triphasé équilibré :

Sur chaque colonne on dispose un enroulement primaire de N1 spires et un enroulement secondaire de N2 spires. Les sources e1, e2, e3 sont appliquées sur chaque enroulement primaire.

    Chaque colonne est le siège d’une induction b1, b2, b3.

b1 = Bm cos wt

b2 = Bm cos(wt-2Π /3)

b3 = Bm cos(wt+2Π /3)

    La somme de ces inductions est nulle à tout instant. Il n’y a donc pas besoin de jambe latérale. Il suffit de la moitié du volume de fer nécessaire à la fabrication d’un transformateur monophasé de même puissance.