Monophase [PDF]

Zitiervorschau

9. 594-5644Université A.MIRA de Bejaia mai 2005 Faculté  Faculté : S.S.I

Troisième année électrotechnique  : 2004-2005 Module ETL 302

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INTRODUCTION : I_1_Presentation : Le transformateur est une machine électrique statique permettent de transférer l’énergie électrique en énergie en énergie en adaptant les niveau de : Tension (de nature sinusoïdale) et de courant entre deux réseau de même fréquence. Il est constitué de deux parties électrique isolées, l’enroulement primaire et le secondaire, liées magnétiquement par un circuit magnétique (fig 1).pour des impératifs de fabrication et d’efficacité, la réalisation pratique donne à ce dernier une autre forme : circuit magnétique cuirassé et bobinages concentrique. Le transformateur monophasé regroupe différents type de transformateur (autotransformateur, à fuite magnétique, ect…) pour des emploi très levés (jouets, protection des personnes, appareils utilisant habituellement des piles, ballast de lampes à décharge, ect…) Le Symbole :

I.2.fonctionemant : Comme son nom l’indique ce type de transformateur comprend une lime alternative monophasé (tension primaire, notée U1) qui alimente un e bobine appelée bobine primaire, cette bobine set fixée sur un conducteur de champs magnétique à très faible réluctance dont les pertes magnétique sont les plus petites possible. Le flux magnétique sert de liaison enter le primaire et le secondaire (seulement si le flux n’est pas constant). Le secondaire est constitué d’une autre bobine comprend un nombre de spires différent que celui du primaire. au bornes de cette bobine on y mesure une tension (tension secondaire notée U2). Lorsqu’on raccorde un impédance au secondaire comme une impédance au secondaire un courant secondaire (notée I2) circule le secondaire peut être considéré comme une source de tension commandée par une tension. Le courant dans la bobine du secondaire est d’un sens tel qu’il engendre un flux magnétique qui s’oppose au flux inducteur. Le flux magnétique globale diminue ce qui engendre une modification (une diminution si I2 est croit ) de la valeur de l’induction de la bobine primaire. Si l’impédance varie (diminue), le courant primaire varie (augmente) aussi. La puissance soutirée au secondaire est ainsi captée au primaire . A vide le transformateur n’est traversé que par un tout petit courant, et se comporte comme une induction (presque) purc. Not 1 : La tension secondaire set un e tension sinusoïdale de même fréquence que celle de primaire. Not 2 :

Lors de l’emploi d’un transformateur à d’autres fréquence que celle du réseau ou celle préconisée par le fabriquant, il se peut tout à fait que l’effet capacitif des enroulement deviennent prédominant et que l’on ai alors à faire à un récepteur « bobine » I1 I2 U1 I_3_transformateur d’énergie : Puissance électrique PRIMAIRE P1 = U1 I1 cos 

puissance Magnétique Circuit magnétique

puissance électrique

SECONDAIRE

P2 = U2 I2 cos 

I_4_rapport de transformation : Le transformateur d’énergie est une machine réversible : si on alimente le secondaire, on obtient une tension au primaire, Donc il peut également fonctionner pour avoir une tension,le rapport des tensions primaire et secondaire se nomme : rapport de transformation (m). dans certains cas, il peut même pour des questions de sécurité avoir les même tension primaire et secondaire (transformateur de spirale) dans transformateur monophasé idéal, on peur dire que S1 = S2 bien sûr on néglige les pertes qui sont très petites, de cette rotation il n découle D’autres : m = U1 /U2 , m = N1/N2 , m = I2/I2 , m = U1 /U2 = N1/N2 = I2/I2. II) Manipulation : But: c’est d’effectuer ( à vide, encourt circuit et en charge) à fin de déterminer sont rendement . Le Matériel Utilise :  Deux voltmètres  Deux Ampèremètres  Deux wattmètres  Un transformateur monophasé  Résistance, capacité et l’inductance. Fonctionnement d’un transformateur : On remplace le transformateur monophasé par un dispositifs formé de deux enroulement fictifs, de même nombre de spires que le primaire et le secondaire du transformateur réel. On effectue deux essais :  A vide  En court circuit On prélève premièrement les indication suivante sur le transformateur : P = 4000 watts , Ujn = 220 volte , d’où Inominale = Pn/Ujn = 4000/220 Inominale = 18,18 A A) Essai A Vide :

A V V

U10

U 20

On alimente le primaire sous la tension nominale et le secondaire étant en circuit ouvert on mesure les grandeurs suivantes : U10 (V)

I10 (A)

P10 (W)

U20 (V)

Q (degré)

M

Cos φ

0

0

0

0

0°

0

0

50

0,045

2

86

27,26°

0,581

0,888

100

0,085

7

170

34,56°

0,588

0,823

150

0,17

15

255

53,96°

0,588

0,588

200

0,76

27

345

79,38°

0,579

0,184

220

1,2

37, 5

376

81,83°

0,585

0,149

Méthode de calcul des résultats trouvés dans le tableau : Le rapport de transformation « M » est donnée par : M = U10 /U20 pour U10 = 86 V ; U20 = 86 V  M = 50/86  M = 0,631 À vide le circuit secondaire est ouvert donc: I2 = 0  P2 = 0.  Bilan des puissance : Pj10 : étant perte joule, et Pfer : étant perte de fer. Tout énergie absorbée en primaire set utilisée pour compenser les pertes fer et les pertes joule au primaire. A vide I10 est très faible par conséquent Pj10