Électrotechnique - étude du transformateur monophasé à vide en charge

Résumé du document

Le but de notre manipulation est l'étude du transformateur monophasé à vide en charge. Un transformateur est un appareil statique permettant de modifier la présentation de l'énergie électrique. Basé sur la loi de Lenz, il ne fonctionne qu'en alternatif. Avec un excellent rendement (99% pour un transfo industriel), il permet de monter (ou abaisser) la tension tout en abaissant (ou montant) l'intensité.

Son utilisation est fondamentale pour le transport de l'énergie électrique à longue distance : les lignes hautes tensions (donc faible intensité I) sont le siège de pertes Joule réduites. Le transformateur sert aussi beaucoup pour abaisser la tension 220V jusqu'à obtenir la valeur recherchée pour construire une alimentation à courant continu nécessaire pour tout appareil transistorisé (ampli, ordinateur, radio, télé, magnétoscope, etc.) consommant trop de puissance pour être alimenté par piles.

On peut aussi l'utiliser en adaptateur d'impédances et mis en série avec un ampèremètre, comme transformateur de courant nécessaire pour la mesure d'intensités élevées ( > 5 A ).

Le circuit magnétique permet de canaliser le flux produit par les enroulements du primaire. Il est de noyaux ferromagnétiques et est le siège des pertes magnétiques (pertes par courants de Foucault et pertes par hystérésis). Il est généralement feuilleté pour réduire les pertes par courants de Foucault, qui dépendent de l'amplitude du signal et de sa fréquence.

Extraits

[...] Calcul de I2 pour ŋ maximal quand pfer=pj : d'après la formule établie en rappel, on trouve I2= 41.71 .732+ 0.9 = 3.73 I2= 3.73 A Calcul du rendement par la méthode des pertes séparées : En utilisant la formule préétablie on trouve pour I2=I2n: ŋ=U2nI2nU2nI2n+pfer+I2n2(k2R1+R2) A.N: ŋ= 0.93 Comparaison des rapports de transformation : A vide on a eu : 1.73 et en charge k1= 1.76 .k1-kk= IV Conclusion générale Le but de notre manipulation était d'étudier un transformateur monophasé à vide et en charge. Cela nous a permis en un premier temps de voir un transformateur monophasé, d'apprendre à brancher un wattmètre, de pouvoir faire les montages théoriques que nous avons proposés ci-dessus ; et en un deuxième temps de vérifier certains résultats théoriques. [...]

[...] La courbe pratique n'est pas linéaire à cause de l'existence des chutes de tensions. Courbe et Courbe Courbe La courbe pratique a une allure différente de celle théorique à cause d'un changement de calibre lors de la mesure de P .Ainsi,elle recroît à la fin au lieu de descendre. Courbe Vérification : A on a : et d'où . Schéma équivalent au transformateur à vide : FIGURE 2 Les courants actifs, réactifs, la résistance fictive équivalente aux pertes fer et la puissance réactive magnétisante sont consignés dans le tableau précédent et calculés ainsi : ; Conclusion : La mesure de la puissance primaire correspond aux pertes magnétiques (hystérésis et courants de Foucault). [...]

[...] Électrotechnique - étude du transformateur monophasé à vide en charge I. But de la manipulation et définition Le but de notre manipulation est l'étude du transformateur monophasé à vide en charge Un transformateur est un appareil statique permettant de modifier la présentation de l'énergie électrique. Basé sur la loi de Lenz , il ne fonctionne qu'en alternatif. Avec un excellent rendement pour un transfo industriel), il permet de monter (ou abaisser) la tension tout en abaissant (ou montant) l'intensité. Son utilisation est fondamentale pour le transport de l'énergie électrique à longue distance : les lignes hautes tensions (donc faible intensité sont le siège de pertes Joule réduites. [...]

[...] Chaque noyau du circuit magnétique porte la moitié des bobinages primaires et secondaires. Cette disposition des bobinages permet de limiter les fuites magnétiques II. Matériel utilise 1 transformateur monophasé 1 autotransformateur de puissance au moins égale à celle du transformateur 2 wattmètres 2 voltmètres 2 ampèremètres 1 plan de charge résistif pouvant permettre de dissiper la puissance totale du transformateur. III. Manipulation Les caractéristiques sur la plaque signalétique sont les suivantes : U1N=220 V U2N=380 V SN=25 kVA Par définition, le rapport de transformation est : k=U2NU1N A.N : 1.727 Courants nominaux Ainsi : et A.N : Mesure des résistances d'enroulement la mesure sera faite grâce à un multimètre de précision À la température ambiante, soit à on a les résultats suivants : et Or Donc : Retrouvons la relation : A la température on a : ou Résistance à Cœfficient de température Température en Ainsi : et Soit : d'où Le schéma du montage est le suivant : Essai à vide Cet essai se pratique avec le secondaire ouvert et la tension nominale au primaire. [...]

[...] 4-)Essai en charge Cet essai se pratique en faisant un court circuit au secondaire du transformateur. Le courant primaire doit être égale au courant nominal, pour cela il faut diminuer la tension primaire de la tension nominale du primaire). Le schéma du montage est le suivant : Rappel théorique Le rendement direct est : η=P2P1 Calcul de I2 pour η maximal lorsque Pfer=Pj On a : Pfer=R1*I12+R2*I22 C'est-à-dire : I22m2R1+R2=Pfer , avec m=I1I2 Donc : I2=Pferm2R1+R2 Rendement par pertes séparées La méthode de pertes séparées consiste à déterminer les pertes fer à vide et les pertes par effet joule au moyen de la méthode en court circuit. [...]