Cours : transformateur Niveau : TS Titre : Calcul du rendement Durée : 2h TP : Cours : Objectifs : - calculer le rendement d'un transformateur industriel par la méthode directe puis par la méthode des pertes séparées ; - vérifier la validité des hypothèses simplificatrices. Préparation : Caractéristiques du transformateur Sur le tranformateur, relever les caractéristiques suivantes : tension nominale au primaire U1 = tension nominale au secondaire U2 = puissance apparente S = S Déterminer les courants nominaux I1n et I2n. S = U1 I1n ⇒ I1n = U1 Détermination de la résistance de charge Le rendement se calcul en effectuant les mesures à tensions et courants nominaux. Il faut choisir la résistance de charge R de telle sorte que le transformateur fonctionne à courant nominal et tension nominale (R=Un/In). charge résistive : P = S = UI = U2 U2 ⇒ R= 2 R S Rq : en première approximation S1 ≈ S2 = S Réaliser le montage ci-contre. Régler l’alimentation pour travailler à courant nominal. Relever U1 et I1n. En déduire la résistance r1. Répéter l’opération pour le secondaire du transformateur. alimentation continue Mesure des résistances de bobinage : méthode voltampèremétrique A I1n V A I1n U1 U1 V r1 transfo Méthode directe : Montage : P1 W secteur 220V 50Hz 220V 50Hz W u1 transfo d’isolement m=1 P2 i2n i1n u2 R transfo Manipulations : Mesure directe du rendement : - mesurer P1 et P2, puis calculer le rendement. η = Putile P = 1 Pabsorbée P2 ATTENTION : réaliser les montages hors tension et les faire vérifier par le professeur. Matériel : - 1 transformateur d’isolement - 1 transformateur - 1 autotransformateur - 2 wattmètres - 3 multimètres ©Claude Divoux, 1999 - 1 charge résistive pouvant supporter le courant nominal I2 du transfo et de valeur R≈Un/In et pour la méthode voltampèremétrique : - 1 alimentation continu 4 à 5A - 1 multimètre page 1/2 Cours : transformateur Niveau : TS TP : Titre : Calcul du rendement Durée : 2h Cours : Objectifs : - calculer le rendement d'un transformateur industriel par la méthode directe puis par la méthode des pertes séparées ; - vérifier la validité des hypothèses simplificatrices. Méthode des pertes séparées : Schémas : P1 W Transfo autotransfo d’isolet 220V 50Hz A i10 u1 i2=0 A u2 u2 essai à vide i2cc essai en court-circuit i2n u2 R essai en charge Manipulations : Mesure par la méthode des pertes séparées : Essai à vide : Réaliser le montage, vérifier que l’autotransformateur est sur 0V, mettre sous tension, augmenter la tension jusqu’à la valeur nominale de U1 (placer éventuellement un voltmètre). Relever P10 et I10. Baisser la tension et couper l’autotransformateur. ATTENTION : pour l'essai en cour-circuit, il faut travailler à courant nominal donc à tension très réduite (quelques volts). Essai en court-circuit : Réaliser le montage, vérifier que l’autotransformateur est sur 0V, mettre sous tension. Tout en surveillant le courant I1, augmenter très lentement la tension jusqu’à atteindre le courant nominal I1n. Relever P1cc et I1cc. Baisser la tension et couper l’autotransformateur. Essai sur charge : Réaliser le montage, vérifier que l’autotransformateur est sur 0V, mettre sous tension, augmenter la tension jusqu’à la valeur nominale de U1 (placer éventuellement un voltmètre). Vérifier que I1 est environ égale à I1n. Relever P1. Baisser la tension et couper l’autotransformateur. Calculer le rendement Vérifier les hypothèses simplificatrices: - essai à vide: PJ1<<Pfer vérifier que PJ1=r1.I12<<P10 ⇒ P10≈Pfer; ©Claude Divoux, 1999 - essai en court-circuit: Pfer<<PJ1+PJ2 (brancher un ampèremètre dans le circuit secondaire) vérifier que PJ=r1.I12+r2.I22≈P1cc ⇒ P1cc≈PJP. page 2/2