Puissances active, réactive et apparente
En courant alternatif, la puissance active appelée P et mesurée en Watts est la puissance utile effectivement utilisée par les appareils électriques pour l’usage auquel ils répondent.
Toutefois, pour que cette puissance utile parvienne au consommateur, le réseau a aussi besoin d’une puissance inutile pour la plupart des usages proprement dit (sauf les moteurs électriques qui ne peuvent pas s’en passer) : c’est la puissance réactive appelée Q et mesurée en « volts-ampères réactifs » (var).
Elle peut se comparer à la force qui permet à une péniche tirée par un cheval qui se trouve sur un chemin de halage d’avancer dans la même direction que ce dernier alors que la traction de la corde s’exerce en biais selon un angle plus ou moins aigu en fonction de sa longueur (voir schéma ci-dessous).
Assimilable à la corde, la puissance apparente appelée S est la résultante de la combinaison entre puissances active et réactive. Plus la corde est longue et plus l’angle qu’elle fait avec la puissance réactive est par conséquent ouvert, plus la péniche est facile à tirer et moins le rôle de la puissance réactive est important. L’ouverture de l’angle peut se mesurer par le facteur Sinus phi qui est compris entre 0 (angle totalement ouvert : le cheval se trouve devant la péniche, c’est-à-dire … dans l’eau) et 1 (angle totalement fermé : le cheval est à la hauteur de la péniche qui est devenue impossible à tirer).
En termes électriques, la puissance apparente S est la puissance totale du courant électrique en Volts-Ampères (VA) ; elle est égale à la moitié du produit de la tension et de l'intensité maximales selon la formule :
Les gestionnaires de réseaux cherchent à limiter le transport d'énergie réactive. En effet, tout transport de courant engendre des pertes qui se traduise par un échauffement appelé « effet Joule ». Plus le courant transporté, qui est lié à la puissance apparente et pas seulement à la puissance utile, est important, plus ces pertes augmentent. Ainsi, la puissance réactive, comme la puissance active, participe aux pertes par effet Joule, alors même qu'elle n'est pas directement utilisée par les appareils consommateurs d'énergie. Les gros consommateurs d'électricité (au-delà de 250 kVA) paient également pour l'énergie réactive qu’ils consomment.
Enfin, dans un circuit en courant alternatif, il peut y avoir un décalage entre la tension et l'intensité, l’une étant en avance sur l’autre. Ce phénomène dit de déphasage – qui doit être le plus faible possible afin de limiter les pertes – est traduit par le facteur Cosinus phi, lui aussi compris entre 0 (déphasage maximal) et 1 (aucun déphasage).
Appliqué à la puissance active, ce facteur permet en outre de calculer la puissance apparente selon la formule :
On voit ainsi que les 3 puissances définies ci-dessus sont reliées entre elles par le déphasage entre tension et courant.
