TD N° 06 : Le transformateur monophasé DÉROULEMENT DE LA SÉANCE TITRE ACTIVITÉS PROF ACTIVITÉS ÉLÈVES MOYENS DURÉE - Fin du TD { 2 heures} TD N°06 Electo PAGE N° 1 / 13 Tableau de comité de lecture DATE DE LECTURE LECTEUR OBSERVATION REMARQUE RÉDACTEUR DATE MODIFICATION QUOTE OF MY LIFE : Fournir ma contribution aux autres est ma philosophie Et la vôtre ? Si vous avez lu ce document et que vous avez des remarques à faire, n'hésiter pas et écrivez-moi Ce dossier contient : Adresse électronique Adresse postale ● Un dossier élève [email protected] ● Un dossier professeur ● Un dossier ressource TD N°06 Electo PAGE N° 2 / 13 TD N° 06 Le transformateur monophasé Niveau : Tale BEP Elec Lieu : Salle de travail Durée : 2 heures Organisation : Groupe ½ classe, travail individuel LIAISON AU RÉFÉRENTIEL ● PRÉREQUIS Les élèves doivent être capables : ● OBJECTIFS Les élèves devront être capables : ● NIVEAU D'APPRENTISSAGE ● Apprendre à (savoir intégré) Apprendre à (savoir actif) ● Active ● MÉTHODE TD N°06 Electo PAGES 3 / 13 EXPERIMENTATIONS SCIENTIFIQUES B.E.P. ELEC Calcul d'électrotechnique DOSSIER PÉDAGOGIQUE TD N° 06 Le transformateur monophasé Objectifs : ● Matériel : ● Documents : ● Formulaire ● Cours de techno ● Cours d'expérimentation scientifique Secteur : Salle de travail Durée : 2 heures Nom, Prénom : Classe, Groupe: TD N°06 Electo PAGES 4 / 13 Préambule : Imaginez ceci : Vous avez 1 billet de 500 € Vous rentrez dans une banque Vous demander à avoir le même argent, mais en billet de 5 € La banque vous donnera en échange de votre billet, 99 billets de 5 € Ben oui, il faut bien que la banque se paie, donc vous perdez 5 euros dans la mise Imaginer ceci : le montant du billet, c'est la tension le nombre de billet, c'est le courant L'argent que vous avez, c'est la puissance : Nombre de billet par son montant Le transformateur, il fait la même chose que la banque : Il prend la tension d'un coté ( le billet de 500) avec son courant (1 billet) , il en fournit en sortie mais en modifiant la tension ( billet de 5 ) mais avec un courant différent (99 billets) , mais par contre il a essayé de garder les mêmes puissances d'un coté et de l'autre, mais en ayant perdu un peu. C'est ce que l'on va s'amuser à voir aujourd'hui, et puis la semaine prochaine aussi... TD N°06 Electo PAGES 5 / 13 Exercice n° 1 Un transformateur monophasé ayant les caractéristiques suivantes : 230 / 24 V – 50 Hz Sn = 160 VA Ce qui veut dire : U1 = 230 V (tension primaire, ou tension d'entrée) U2 = 24 V tension secondaire, ou tension de sortie ) Ce transformateur alimente un circuit de commande qui absorbe une puissance de 80 W avec un cos ϕ = 0,75 Calculer le rapport de transformation (m) Formule : Application numérique : Résultat : Sachant que l'enroulement primaire comporte N1 = 700 spires, calculer le nombre de spire de l'enroulement secondaire Formule : Application numérique : Résultat : Calculer l'intensité nominale des courants au secondaire (I2N) puis au primaire (I1N) Formule : Application numérique : Résultat : TD N°06 Electo PAGES 6 / 13 Calculer l'intensité nominale des courants au primaire (I1N) Formule : Application numérique : Résultat : Calculer le courant débité par le secondaire du transformateur (I2) lorsqu'il alimente la charge Formule : Application numérique : Résultat : Attention : Il ne faut pas confondre le courant nominale (qui est écrit sur la plaque signalétique et qui peut être supporté par l'enroulement) du courant qui circule réellement TD N°06 Electo PAGES 7 / 13 Exercice n°2 Z Un transformateur monophasé est supposé parfait. Il comporte N1 = 1600 spires au primaire et N2 = 920 spires au secondaire. Le secondaire aliment un dipôle inductif de résistance R = 39,8 Ω et d'impédance Z = 53 Ω sous une tension secondaire U2 = 230 V. Calculer la tension au primaire ( U1 ) . Formule : Application numérique : Résultat : L'intensité au secondaire ( I2 ) Formule : Application numérique : Résultat : L'intensité au primaire ( I1 ) Formule : Application numérique : Résultat : TD N°06 Electo PAGES 8 / 13 La puissance apparente du transformateur ( S ) : Formule : Application numérique : Résultat : Le facteur de puissance ( cos φ )de la charge secondaire. Formule : Application numérique : Résultat : Comparer ce résultat avec Résultat : R Z Explication : La puissance active absorbée ( Pa ) par la charge Formule : Application numérique : TD N°06 Electo Résultat : PAGES 9 / 13 Exercice n° 3 Un transformateur monophasé supposé parfait. Sa plaque signalétique indique : 300 VA, Primaire : 240 V, Secondaire : 12V. Une charge inductive ayant la plaque signalétique suivante : Un = 12 V, In = 20 A, cos ϕ = 0,8 Calculer le rapport de transformation ( m ) du transformateur Formule : Application numérique : Résultat : Calculer son courant nominal au secondaire ( I2n) Formule : Application numérique : Résultat : Calculer la puissance active ( P ) consommée par la charge si on la branche au secondaire du transformateur Formule : Application numérique : Résultat : Calculer l'intensité au primaire ( I1 )du transformateur Formule : Application numérique : TD N°06 Electo Résultat : PAGES 10 / 13 Calculer l'énergie consommée ( W ) par l'ensemble pendant 24 H en kWh Formule : Application numérique : Résultat : Calculer le coût journalier de fonctionnement en arrondissant le tarif EDF à 0,0787 € H.T. le kWh et en supposant que l'énergie journalière consommée est W = 4,61 kWh. Formule : Application numérique : Résultat : TD N°06 Electo PAGES 11 / 13 Exercice n° 4 Illustration 1: Réseau électrique japonais J'suis branché où moi ? sur ce fil là ? ou celui là ? à moins que ... Soit un transformateur monophasé : N1 = 10 000 spires au primaire N2 = 120 spires au secondaires Mesure effectué en charge : Tension primaire : U1 = 20 kV Tension au secondaire : U2 = 230 V Courant au secondaire : I2 = 100 A Facteur de puissance : cos φ = 0,93 Puissance absorbée au primaire : Pa1 = 22 kW Calculer le rapport de transformation (m) Formule : Application numérique : Résultat : Calculer, lorsque le transformateur est à vide, la tension au secondaire du transformateur (U2v) lorsqu'il est alimenté sous la tension U1 = 20 kV Formule : Application numérique : Résultat : TD N°06 Electo PAGES 12 / 13 Calculer la puissance active au secondaire (P2u) du transformateur en charge Formule : Application numérique : Résultat : Sachant que P2u = 21,4 kW, calculer le rendement du transformateur ( η )en charge Formule : Application numérique : Résultat : Y'a pas à dire, il savent faire beaucoup mieux les jeux vidéos que des installations électriques... TD N°06 Electo PAGES 13 / 13