Harmoniques

Souvent les appareils créent des harmoniques. Par exemple les moteurs, les lampes économiques, les variateurs de vitesse ou de courant ( éclairage)  et en règle générale toutes les commandes à thyristor.

Un signal (une tension, un son) sinusoïdal est une fondamentale ( par exemple : le 50 Hz du réseau)

Les harmoniques sont toutes les fréquences multiples de cette fondamentale

exemple : fondamentale : 50 Hz

Un signal complexe sera de forme :

U(t) = U₀ + U₁ . cos(2.p.f) + U₂ . cos(2.p. 2f) + U₃ . cos(2.p.3f) +     ...     + U_n . cos(2.p.nf)

• U₀ = composante continue

• U₁ = fondamentale

• U_2, U_3,U_n. = harmoniques (2^ème, 3^ème, n^ème)

note : je néglige l'angle f dans cette formule

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valeur de le 3^ème harmonique (en % de la fondemmentale) = [%], 5^ème = [%], 7^ème = [%], 9^ème = [%],

Pour votre plaisir essayez de créer un signal carré ou triangulaire!

Si vous testez des signaux avec des commandes par thyristor, n'oublier par que le signal n'apparaît en pratique que un certain temps (angle) après un passage à "0", alors que le signal est complet sur le graphiques ci-dessus.

Défaut des harmoniques

Ces harmoniques sont à considérer comme perturbatrices de réseau. La qualité de l'énergie électrique diminue. On peut avoir des ondes électromagnétiques perturbatrices d'ondes radio ou TV, on peut créer des pannes/erreurs dans des systèmes informatiques. Les systèmes fonctionnant sur le réseau et travaillant avec d'autres fréquences (centrale de commande, contrôle de panne à distance) peuvent aussi en pâtir... 

Dans le cadre d'alimentation triphasée de récepteurs  générant des harmoniques, le courant dans le conducteur neutre ne s'annule pas, au contraire, on trouve des intensités supérieures à celle des conducteurs polaires ! De plus on a alors des courants de type impulsionnel dont la valeur efficace est largement en-dessous de la valeur de crête, avec tous les désagréments qui s'ensuivent (dimensionnement des lignes de transport, mauvais rapport de l'énergie facturée / consommée et celle produite).

Il faut donc protéger le réseau des appareils sources d'harmoniques.

En générale, seules les harmoniques impaires ont des amplitudes relativement importante.

Utilité des harmoniques :

Les harmoniques servent à construire des signaux non-sinusoïdaux (carré, triangulaire) à partir de signaux sinusoïdaux.