Transformateur [PDF]

Zitiervorschau

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L'ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

Exposé:

monophasés Réalisation:

* BESSERIANI ISLEM * LAIFAOUI SABER

2LMD FORAGE GR

01

Année Universitaire: 2017/2018

1/ Introduction  : Le transformateur est un convertisseur statique (pas de pièce en mouvement). Il Transforme une tension sinusoïdale en une autre tension sinusoïdale de valeur efficace différente. Il est soit élévateur, soit abaisseur de tension ou de courant. Il peut également être utilisé comme élément isolant entre deux circuits. C’est l’appareil de base pour le transport de l’énergie Électrique. Les transformateurs monophasés sont utilisés essentiellement pour l’obtention de très basse tension (6V-12V-24V). Le changement d'un niveau de tension à un autre se fait par l'effet d'un champ magnétique.

2/ Constitution

3/ Les Applications de transformateur  : Parmi les applications des transformateurs, on note : 1. Electronique : (a) alimentation à basse tension (b) adaptation d'impédance 2. Electrotechnique : (a) transformation de la tension pour le transport et la distribution d'Electricité (b) alimentation µa basse tension (par exemple, lampes halogènes) 3. Mesure : (a) transformateurs d'intensité de courant

(b) transformateurs de potentiel Il y a deux types principaux de transformateurs, le type cuirassé et le type à colonnes. Dans le type cuirassé, on utilise un circuit magnétique à trois branches, et les enroulements sont autour de la branche centrale. Dans le type à colonnes, un circuit magnétique à deux colonnes est utilisé.

4/ Symbole  :

5/ Bilan énergétique  :

6/ Branchement  : L'enroulement primaire est branché à une source de tension sinusoïdale alternative.

L'enroulement secondaire alimente une charge électrique :

7/ Principe de fonctionnement  : Le transformateur est constitué de deux enroulements (ou plus) couples sur un noyau magnétique, comme à la figure :

Le coté de la source est appellé le primaire. Le coté de la charge est appellé le secondaire. Le flux est mutuel. Le «  • »  indique la polarité des tensions. Par convention, un courant qui entre dans un «  • » Indique un positif. Il faut remarquer qu'il n'existe aucune connexion Electrique entre le primaire et le secondaire. Tout le couplage entre les deux enroulements est magnétique. Lorsqu'on applique une tension alternative µa la source, ceci crée un flux alternatif dans le noyau magnétique. Selon la loi de Faraday, ce flux crée des forces électromotrices dans les bobines. La force électromotrice induite est proportionnelle au nombre de tours dans la bobine et au taux de variation du flux. Selon le rapport du nombre de tours entre le primaire et le secondaire, le secondaire alimente la charge avec une tension différente de celle de la source.

8/ Transformateur Idéal  :

Le transformateur idéal est un transformateur pour lequel on néglige :

- les pertes par effet Joule Pj ≈ 0. On considère que R1≈0 et R2≈0. - les pertes fer Pfer ≈ 0, c’est-à-dire les pertes par hystérésis et les pertes par courants de Foucault sont négligeables. - Pas de fuite magnétique. * Le circuit équivalent du transformateur idéal est donné dans la figure :

* Formule de Boucherot pour le transformateur : 𝑉1 = 4.44 ∗ 𝑓 ∗ 𝑁1 ∗ ∅𝑚𝑎𝑥 𝑉2 = 4.44 ∗ 𝑓 ∗ 𝑁2 ∗ ∅𝑚𝑎𝑥 * Puissance apparente :

*Puissance active :

* Puissance réactive :

9/ Transformateur réel  : Le transformateur réel ne possède pas des caractéristiques parfaites comme le transformateur idéal. * En réalité : • P2 < P1 : rendement < 1 car : – pertes Joule dans les enroulements : C'est l'énergie dissipée dans les résistances R1 et R2 du primaire et du secondaire.

– pertes fer dans le circuit magnétique : Les pertes fer se compose de deux pertes Pertes par hystérésis - Pertes par courants de Foucault – vibrations

• La magnétisation du circuit magnétique demande un peu de puissance réactive : Q2 < Q1 • A vide (pas de charge au secondaire : I2 = 0) : I1v  0 • V2 dépend du courant I2 débité dans la charge * Le circuit équivalent du transformateur Réel est donné dans la figure :

10/ Rapport de transformation  :

m: rapport de transformation. * Deux grands types de transformateurs : - élévateur de tension (abaisseur de courant) : mv > 1 N 2 > N1 - abaisseur de tension (élévateur de courant) : mv < 1 N 2 < N1