TD électronique
Cours : TD électronique. Recherche parmi 300 000+ dissertationsPar Kamel Ardam • 15 Avril 2019 • Cours • 3 011 Mots (13 Pages) • 468 Vues
Transformateurs monophasés
I) Introduction
II) Types de transformateurs monophasés :
II-1) Transformateur cuirassé à un noyau
II-2) Transformateur à deux noyaux
III) Rapport de transformation
IV) Transformateur idéal
IV-1) Passage de l’impédance
V) Symboles et convention de points
VI) Transformateur réel
VI-2) Hypothèse :
VI-3) Détermination des différentes inductances
VI-4) Circuits électriques équivalents
VI-5) Etude d’un transformateur en charge : Diagramme de Kapp.
VI-6) Régulation de tension ou chute de tension totale
VII) Essais des transformateurs monophasés (identification des paramètres)
VI-1) L’essai à vide (en circuit ouvert) :
VI-2) L’essai en court-circuit :
VIII) Rendement du transformateur
I) Introduction
Les transformateurs sont des machines statiques qui transforment une tension et un courant alternatifs en une autre tension et courant alternatifs de même fréquence et de valeurs mieux adaptées aux :
- Transport de l’énergie électrique : il est nécessaire d’élever fortement les tensions produites par les altérateurs pour les transporter loin des centrales de production et les abaisser au plus prés de la consommation. Cela permet de réduire les pertes joule dans la ligne de transport.
- La distribution : cela vient du fait que tous les appareils électriques ne fonctionnent pas sous même valeurs de tension.
Cette adaptation de l’énergie vient de l’élévation du courant et l’abaissement de la tension ou bien le contraire.
II) Types de transformateurs monophasés :
II-1) Transformateur cuirassé à un noyau
- Pour ce type de transformateurs, les deux bobines de basse tension et de haute tension (primaire et secondaire) sont enroulées dans le même noyau central.
- Le noyau central à une épaisseur 2-D double des deux autres coté pour avoir une valeur uniforme de l’induction dans le circuit magnétique.
II-2) Transformateur à deux noyau
- Le circuit magnétique se compose d’une seule maille
- Chaque bobine (primaire et secondaire) est bobinée dans une branche (noyau séparé)
Dans ces deux types de transformateurs, le circuit magnétique est composé d’un empilage de tôles magnétiques séparé par un isolant. Cela permet de réduire les courant de Foucault.
III) Rapport de transformation
On appel rapport de transformation le rapport entre le nombre des spires N1 du primaire (coté source), et le N2 du secondaire (coté charge ou consommation).
[pic 1]
Dans quelques ouvrages, on peut trouver d’autres désignations tel que m ou bien k, comme on peut trouver (rarement) l’inverse de l’expression donnée du rapport de transformation. C'est-à-dire [pic 2]. Cela n’affecte pas l’analyse qui viendra à moins de garder la même notation dans toute l’étude.
IV) Symbole et convention de points
Parmi les symbolisation qu’on peut rencontrer, ceux de la figure ( ).
Dans la Figure ( ) relatives à la convention des points, les points permettent de repérer les sens conventionnels des tensions primaires et secondaire. Il suffit pour cela de placer les flèches de tension sur les points.
[pic 3]
Figure 2: Symboles
[pic 4]
Figure 3: convention de signes
V) Transformateur idéal
IV-1 Définition
Dans ce cas, le circuit magnétique et les bobinages sont considérés comme idéaux, c'est-à-dire :
- Les bobinages ne présente ni chutes de tension ni pertes.
- Le circuit magnétique est de perméabilité infini ([pic 5]).
Nous aurons dans ce cas (selon la loi de Faraday):
[pic 6] et [pic 7] ce qui donne [pic 8]
Selon la loi d’Hopkinson au relative au circuit magnétique :
[pic 9]
[pic 10] [pic 11]
Remarque : On allant du primaire au secondaire, il est facile de démontrer que les énergies sont conservées : [pic 12] et [pic 13].
IV-2 Passage de l’impédance
Soit une impédance Z placée en série avec le circuit secondaire. Dans ce cas on a :
[pic 14] et [pic 15]
Ce qui donne
[pic 16] [pic 17]
Cette écriture est équivalente à la présence d’une impédance Z.a2 placée en série avec le primaire du transformateur.
[pic 18]
Figure 1: passage de l’impédance
VI) Transformateur réel
VI-1) Rappel :
Nous avons pour vue pour un circuit magnétique élémentaire que
[pic 19]
[pic 20] [pic 21] [pic 22] --------------------------------- 1
VI-2) Hypothèse :
On suppose que le circuit magnétique est linéaire. C'est-à-dire :
- La courbe B=f(H) est assimilable à une droite
- Il y’a proportionnalité entre le flux est la fmm (solénation)
Ф=P.f =P.n.i / P représente la permeance du circuit magnétique
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