Importance économique du facteur de puissance

Le schéma ci-contre schématise une installation de distribution d'électricité. L'usager paie l'énergie consommée par son installation. Cette énergie est proportionnelle à la puissance : . La valeur efficace de l'intensité du courant de la ligne est donc : I=\frac{P}{U\cos\varphi}

Si la ligne a une résistance R, il s'y dissipe par effet Joule une énergie correspondant à la puissance \displaystyle{p=R.I^2R\frac{P^2}{U^2\cos^2\varphi}}. On caractérise l'efficacité de l'installation soit par le "coefficient de pertes" \displaystyle{\rho=\frac{p}{P}=\frac{R.P}{U^2\cos^2\varphi}}, soit par le rendement de l'ensemble (ligne + utilisation) \displaystyle{r=\frac{P}{p+P}=\frac{1}{\rho+1}}

Les moyens possibles pour diminuer les pertes sont donc :

  • diminuer la résistance des lignes de distribution de l'électricité (utilisation de conducteurs en cuivre de diamètre important),

  • pour une puissance donnée, augmenter U (distribution à grande distance),

  • imposer un facteur de puissance élevé (pour les installations industrielles, la norme est \cos \varphi> 0.86)