Par Bert Markgraf – Mis à jour le 24 mars 2022
Lorsque la tension et le courant sont en phase, les kilovolts-ampères (KVA) sont égaux aux kilowatts (KW) – la puissance réelle utilisée par un circuit. S'ils sont déphasés, la valeur KVA dépasse le KW, représentant la puissance apparente qui doit être multipliée par le facteur de puissance pour obtenir la véritable consommation KW.
Dans une charge CA purement résistive, la tension et le courant augmentent et diminuent ensemble, produisant une puissance réelle. Dans ces conditions, multiplier la tension instantanée par le courant instantané et diviser par 1 000 donne KVA, qui est numériquement identique à KW. C'est pourquoi la plupart des appareils résidentiels indiquent leur puissance nominale en kilowatts.
Les moteurs industriels, transformateurs et autres charges inductives créent souvent un décalage entre la tension et le courant. Le champ magnétique du moteur retarde le courant, de sorte que même si les mêmes valeurs de tension et de courant existent, la puissance réelle du circuit est inférieure à sa puissance apparente. Par conséquent, le chiffre KVA – calculé à partir de la tension et du courant bruts – dépasse le KW. Pour déterminer le KW utilisable, le KVA apparent est multiplié par le facteur de puissance (une décimale entre 0 et 1). Les facteurs de puissance typiques des grands équipements industriels oscillent autour de 0,8, ce qui signifie que 80 % de la puissance apparente est réellement utilisée pour effectuer un travail utile.
Prenons l’exemple d’une aciérie qui exploite un moteur roulant lourd. Le moteur peut fournir 80 kW de puissance utile alors que la tension et le courant dans son circuit sont déphasés, ce qui donne une puissance apparente de 100 KVA. Les services publics facturent aux clients en fonction du KVA fourni, de sorte que l'usine paie la totalité des 100 KVA même si seulement 80 KW sont convertis en énergie mécanique.
En installant des dispositifs de correction du facteur de puissance – généralement des condensateurs ou des condensateurs synchrones – l'usine peut rapprocher la phase du courant de la tension. Lorsque l'alignement des phases s'améliore, la puissance apparente diminue pour correspondre à la puissance réelle, réduisant la facture du client à 80 KVA pour les 80 KW de puissance du moteur.
Étant donné que les services publics doivent fournir la tension et le courant complets, quel que soit l’alignement des phases, ils basent leurs tarifs sur le KVA. Seul le composant en phase fournit réellement une puissance utile ; le reste circule simplement dans le circuit.
Les charges résidentielles sont principalement résistives, de sorte que les appareils tels que les cuisinières, les fours, les grille-pain et les radiateurs électriques fonctionnent avec une tension et un courant en phase, produisant une puissance réelle mesurée en KW. Même les moteurs des appareils électroménagers (réfrigérateurs, machines à laver, sèche-linge) sont suffisamment petits pour que la facturation du service public reste liée au kW, ou intègrent déjà une correction interne du facteur de puissance. Par conséquent, les propriétaires ne paient généralement que pour la consommation électrique réelle, et non pour la puissance apparente.