Qu'est-ce que l'effet Ferranti
Qu'est-ce que l'effet Ferranti ?
Définition de l'effet Ferranti
L'effet Ferranti est défini comme l'augmentation de la tension à l'extrémité réceptrice d'une ligne de transmission longue par rapport à l'extrémité émettrice. Cet effet est plus notable lorsque la charge est très faible ou inexistante (circuit ouvert). Il peut être décrit en tant que facteur ou pourcentage d'augmentation.
En pratique générale, le courant circule du potentiel plus élevé au potentiel plus faible pour équilibrer la différence de potentiel électrique. Généralement, la tension à l'extrémité émettrice est supérieure à celle de l'extrémité réceptrice en raison des pertes de ligne, donc le courant circule de l'extrémité d'alimentation vers la charge.
Mais Sir S.Z. Ferranti, en 1890, a proposé une théorie surprenante concernant les lignes de transmission moyennes ou de longue distance, suggérant qu'en cas de charge légère ou de fonctionnement sans charge, la tension à l'extrémité réceptrice augmente souvent au-delà de la tension à l'extrémité émettrice, conduisant à un phénomène connu sous le nom d'effet Ferranti dans un système électrique.
Effet Ferranti dans la ligne de transmission
Une ligne de transmission longue présente une capacité et une inductance significatives le long de sa longueur. L'effet Ferranti se produit lorsque le courant absorbé par la capacité de la ligne est supérieur au courant de charge à l'extrémité réceptrice, surtout pendant les conditions de charge légère ou sans charge.
Le courant de charge du condensateur provoque une chute de tension sur l'inducteur de la ligne, qui est en phase avec la tension à l'extrémité émettrice. Cette chute de tension augmente le long de la ligne, rendant la tension à l'extrémité réceptrice supérieure à celle de l'extrémité émettrice. Cela est connu sous le nom d'effet Ferranti.
Ainsi, à la fois la capacité et l'effet inducteur de la ligne de transmission sont également responsables de ce phénomène particulier, et par conséquent, l'effet Ferranti est négligeable dans le cas d'une ligne de transmission courte, car l'inducteur d'une telle ligne est pratiquement considéré comme étant proche de zéro. En général, pour une ligne de 300 km fonctionnant à une fréquence de 50 Hz, la tension à l'extrémité réceptrice sans charge a été trouvée 5% plus élevée que la tension à l'extrémité émettrice.
Maintenant, pour l'analyse de l'effet Ferranti, considérons les diagrammes vectoriels ci-dessus.
Ici, Vr est considéré comme le vecteur de référence, représenté par OA.
Cela est représenté par le vecteur OC.
Maintenant, dans le cas d'une "ligne de transmission longue", il a été observé en pratique que la résistance électrique de la ligne est négligeable par rapport à la réactance de la ligne. Par conséquent, nous pouvons supposer que la longueur du vecteur Ic R = 0 ; nous pouvons considérer que la montée en tension est uniquement due à OA – OC = chute réactive dans la ligne.
Si nous considérons c0 et L0 comme les valeurs de la capacité et de l'inducteur par km de la ligne de transmission, où l est la longueur de la ligne.
Comme, dans le cas d'une ligne de transmission longue, la capacité est distribuée le long de sa longueur, le courant moyen qui circule est,
D'après l'équation ci-dessus, il est clair que la montée en tension à l'extrémité réceptrice est directement proportionnelle au carré de la longueur de la ligne, et par conséquent, dans le cas d'une ligne de transmission longue, elle continue d'augmenter avec la longueur, et dépasse même parfois la tension appliquée à l'extrémité émettrice, conduisant au phénomène appelé effet Ferranti. Si vous souhaitez être testé sur l'effet Ferranti et les sujets connexes des systèmes électriques, consultez nos QCM (Questions à Choix Multiples) sur les systèmes électriques.
Il est clair que la montée en tension à l'extrémité réceptrice est directement proportionnelle au carré de la longueur de la ligne. Dans les lignes de transmission longues, cette augmentation peut même dépasser la tension à l'extrémité émettrice, conduisant à l'effet Ferranti. Si vous voulez tester vos connaissances, consultez nos QCM (Questions à Choix Multiples) sur les systèmes électriques.
