2.0 La différence entre le courant alternatif et continu - mines2010-30

MATHIEU MALTAIS
Dépannage d’équipement
243-203-RA gr.24398
Le transformateur
Rapport de laboratoire # 4
Travail présenté à :
Mr Errol Poiré
Département de technologie minérale
Cegep de Thetford mines
Le mardi 20 avril 2010
Table des matières
1.0
L’histoire de l’électricité : ................................................................................................... 3
2.0 La différence entre le courant alternatif et continu :.................................................................. 4
3.0 Comment fonctionne un transformateur ? ................................................................................. 4
4.0 Un transformateur peut-il fonctionner en courant continu? Pourquoi? ..................................... 5
5.0 Le rapport du nombre de tours a-t-il un lien avec les résultats obtenus? .................................. 5
6.0 Est-ce que notre transformateur peut être considéré comme performant? ................................ 6
7.0 Annexe....................................................................................................................................... 7
8.0 Bibliographie ........................................................................................................................... 10
1.0 L’histoire de l’électricité :
L’électricité fut d’abord amenée aux hommes par diverses manifestations
naturelles. Par exemple les éclairs et les animaux. Il existe depuis longtemps des poissons
utilisant des décharges électriques comme moyen de défense dont la célèbre anguille
électrique et certains type de raies. Cette énergie est fortement associé au magnétisme.
Bien que le magnétisme pur, par exemple des aimants naturels tel que la pierre de
magnésie des grecs ne présente pas de caractère énergétique. De nos jours,
l’électromagnétisme est un principe de physique soumis à des lois, des équations dont
l’homme tire profit dans presque tout ce qu’il fait aujourd’hui.
Le monde d’avant pouvait très bien fonctionner sans l’électricité, mais
aujourd’hui cette invention peut paraître comme essentielle à l’homme. Remontons donc
à ces anciens jours. Le premier à s’être intéressé aux phénomènes électriques est
sûrement Thalès de Milet. Un grec s’intéressant aux propriété statiques de l’ambre par
exemple où de la laine. « … les Chinois vers le XIII e siècle, importèrent la boussole en
Europe. L’étude des de forces des aimants (Gilbert), de la répulsions des particules
chargées de même signe (Von Guericke) ne semble pas avoir suscité une interprétation
très cohérente de ces phénomènes. Cependant, aux XVIIIe siècle on connaît de
nombreuses propriétés des isolants et des conducteurs, et aussi les caractères des
électricité des deux signes (Cray, Apinus, Franklin). On à même construit les premiers
condensateurs (Kleist, Mussenbreck) et les premières piles (Volta). On croit alors à
l’existence de d’un ou de deux fluides électriques » 1. C’est donc dire que la découverte
et la compréhension du phénomène électrique est récent dans l’histoire de l’humanité
Commence ici les interprétations plus sérieuses. On obtient un modèle plus conçis
avec la loi de Coulomb qui exprime l’attraction électrostatique entre deux particules.
Vient ensuite la loi de Lenz-Faraday :« La loi de Faraday dit que la force électromotrice
induite dans un bobinage fermé placé dans un champ magnétique est proportionnelle à la
variation au courts du temps du flux du champ magnétique qui entre dans le circuit (E = −
dΦ / dt).»4 Ce modèle induit un lien direct entre le champ électrique et le champ
magnétique. C’est un dénommé Maxwell qui dérivera les équations entre l’électricité et
le magnétisme. Dès lors l’existence de l’électromagnétisme était à prévoir car la science
ainsi que des appareils déjà existant comme la boussole et le fait qu’on puisse différencié
le pôle sud du pôle nord introduisait le fait que c’était une onde. Les théories de Maxwell
ont été précisé par Heinrich Rudolf Hertz et c’est lui qui confirma la présence d’ondes. Il
fut capable de polariser les ondes de les faire heurter des objets de faire varier leurs
vitesses ainsi que de les diriger.
La prochaine époque se divise en plusieurs théorie. D’un côté, le fait que
l’électromagnétisme soit une onde devient la base des théories de Albert Einstein. A ce
moment, les idées sur la nature du courrant et sa production commence à être bien
définie. C’est donc avec Nikola Tesla et Thomas Edison que se poursuit l’épopée. Tesla
est un grand inventeur et pourrait faire l’objet d’une étude à lui seul. Je dirai seulement
que lui et Edison se sont battu politiquement pour préconiser l’utilisation, Tesla du
courant alternatif et Edison du courrant continu. Le présent nous démontrent que Tesla
avait raison. Edison quant à lui tentait de prouvé que le courant alternatif était dangereux
et inventa la chaise électrique. Il n’en demeure pas moins que le courant continu est
utilisé dans la plupart des appareils et que le courant alternatif, l’est pour le transport.
2.0 La différence entre le courant alternatif et continu :
Le courant alternatif (AC) est le courrant naturellement produit par exemple par
un aimant tournant dans un bobine de cuivre, le champ électrique produit est alternatif. Il
est caractérisé par le fait qu’il fait des allé-retour, une équation quadratique sinusoïdale
ou les volts représentent la hauteur de la crête et les hertz le nombre d’oscillation
secondes. Le courant alternatif peut être transformé en courrant continu à l’aide d’un
redresseur et inversement à l’aide d’un oscillateur. Le courant continu (DC) quant à lui
est un mouvement unidirectionnel des électrons, il est exprimé en ampère et sert
généralement dans tout les appareils usuels. La différence entre le courant alternatif et
continu est donc de 1 du domaine d’utilisation et de 2 des propriété ondulatoires.
3.0 Comment fonctionne un transformateur ?
Un transformateur est un noyau d’acier avec 2 bobine de cuivre enroulé l’une sur
l’autre. Le noyau d’acier sert à instauré un circuit magnétique et en augmente l’efficacité.
L’oscillation du courant alternatif crée un champs magnétique qui produit du courant
dans la 2ième bobine. L’utilité d’un transformateur ? contrôlé l’intensité ainsi que la
tension du courant alternatif. Suivant l’expérience réalisé en classe je peut dire que si le
courant passe d’abord dans la bobine ayant le moins de tour, il en sortira augmenté et
qu’a l’inverse, si il passe dans la bobine comportant le plus de tour en premier, il en
sortira diminué. Mais qu’arrive-t-il donc lorsque les 2 bobines d’un transformateur ont le
même nombre de tours ? Le transformateur isolera alors le circuit contre les interférences
et les harmoniques. En gros, il stabilisera le courrant.
4.0 Un transformateur peut-il fonctionner en courant continu?
Pourquoi?
Un transformateur ne peut pas fonctionner en courrant continu pour la simple et
unique raison qu’il fait varié l’oscillation du courrant. Un courrant continu est toujours de
la même intensité et de la même tension, on ne peut le faire varié, si on le fait, on le
transforme à l’aide d’un oscillateur et il devient du courant alternatif. J’imagine qu’on
pourrait utiliser un transformateur pour éléminer les interferences du courrant continu
mais nullement pour en changer l’intensité. Il est èa noter qu’un transformateur ne
modifie que la tension et l’intensité mais nullement la fréquence.
5.0 Le rapport du nombre de tours a-t-il un lien avec les résultats
obtenus?
Pour savoir si le nombre de tour de notre solénoïde à un rapport avec le résultats il
n’y a qu’a les comparé. En introduisant du 10 volt nous avions à la sortie de la bobine du
plus grand nombre de tour vers le plus petit nombre de tour environ 0.15 Volt et 0.30 volt
avec la tige d’acier. Lorsque nous avons fait l’expérience à l’inverse : le courrant
traversant d’abord la petite bobine nous avons obtenu 1 volt sans la tige de fer et 2 volt
avec la tige de fer. Le nombre de tour à une influence sur le résultat c’est évident. On
peut voir que la tension augmente du plus petit nombre de tour vers le plus grand et qu’a
l’inverse il diminue. Cette conclusion n’énonce pas un rapport avec le nombre de tour
réel mais plus une compréhension du rôle du transformateur. Il est évident que le rapport
précis d’augmentation et de diminution d’un transformateur et obéis à des lois comptant
précisément le nombre de tour, la nature du conducteur (cuivre majoritairement), la
grosseur et la nature du noyau ainsi que plusieurs autres variables dont le système de
refroidissement. Il est facile de constater à quel point cette variables rend notre
transformateur si peu compétant. Nous avons fait fondre le crayon à 50 volts et même à
10 volts une bonne chaleur était dégagée. Cette perte masque le rapport que notre
enroulement aurait pu avoir avec notre résultat. De plus notre enroulement était loin de la
perfection et de la précision requise pour la rigueur d’une équation mathématique.
Néanmoins on peut voir l’utilité principale c’est à dire contrôlé l’intensité du courant et
comprendre dans quel sens il s’abaisse dans lequel il s’augmente ainsi que l’importance
du noyau métallique.
6.0 Est-ce que notre transformateur peut être considéré comme
performant?
La réponse à cette question est évidente, bien sur que non. En introduisant 10 volt,
le maximum qu’on pouvait atteindre était 2 volt. On pouvait détecter le sens qui soustendais une augmentation du courant mais c’est loin d’être une augmentation réelle. Le
condensateur possédait un noyau de plastic et d’acier … il va sans dire que le plastic, s’il
avait été éliminé, aurait porté à une plus grande conduction. La perte en chaleur était
considérable et même un phénomène remarquable compte tenus que certains élève on mit
leur stylo en feu et la précision dû au nombre de tours, superflue. Je le répète, le
transformateur n’était pas performant mais il a permis de saisir le sens de son
fonctionnement.
7.0 Annexe
Mat ... dit :
yo gro chu tlm content tu te conecte
jaurais besoin de tes compétences
sur des trucs bin basiques
marc-andré dit :
comme quoi
Mat ... dit :
sur le courant alternatif pi continu
je c ke le courant continu change jms de direction ...
je c ke le courant alternatif peu etre monophasé biphasé ou triphasé
mais tu te sert tu du courant continu pour faire du courant alertanif
marc-andré dit :
habituellement on se sert du courant alternatif pour faire du courrant continu
mais l'inverse peut se faire
Mat ... dit :
ok
marc-andré dit :
mais c'est plus difficile
Mat ... dit :
ok
marc-andré dit :
ça prend un ondulateur
Mat ... dit :
ok
sa sa transfert le conrant alternatif en continu
pi mon courant yé alternatif par nature lui
je compren pas vrm dou ils viennent
kan je produit du courant je produit lekel
marc-andré dit :
le courant que l'on utilise c'est de l'alternatif
que l'on converti en continu une fois entrée dans les appareils
Mat ... dit :
ok
sa repon assé bien a ma question
marc-andré dit :
c'est plus facile a transporter sur de longue distance du courant alternatif
Mat ... dit :
ouais
alternateur triphasé
tesla
jai faite une recherche comme toute laprem la dessus
marc-andré dit :
ok
Mat ... dit :
mais i me mankaios ste boute l;a
marc-andré dit :
ok
le triphasé c'est de l'alternatif
qui allimente les grosse shop
le triphasé c'est 3 fils de 120v chaque
on peu se servir d'une ligne de 2 ligne ouy les 3 dépendament de la puissance que l'on veux
dans les mines y peu avoir plus que du triphasé pour laimenter les gros moteurs
Mat ... dit :
oké
marc-andré dit :
alimenter
Mat ... dit :
moi je pensais que le courant triphasé passait ds un seul fil
marc-andré dit :
non
c'est 3 fils
Mat ... dit :
kk
faik ds 1 fil ta 1 fase
marc-andré dit :
oui
Mat ... dit :
ok
pi kan hydro y shoot leu affaire a chepas combien de volt ds le fond yaugmente la crête de
chaque phase
marc-andré dit :
oui
ils l'augmentent a 14000v messemble en ville
Mat ... dit :
ok
pour les chiffres c pas trop important
pcq mon prof veu kon yexplike si un transfo sa peu fonctionner ak le courant continu et
alternatif
mais eulement alternatif
marc-andré dit :
un transfo ne peux que fontionner avec l'alternatif
Mat ... dit :
a composante nulle
marc-andré dit :
un transfo c'est 2 bobbine qui sont enroulé a l'entour d'un noyau d'acier
Mat ... dit :
ouais on na faite un peu le mm principe on na pri un style on na sacré une vis dedans pi on na
faite 2 bobine de file de cuivre par dessus
marc-andré dit :
avec l'oscillation du courant alternatif ça crée un champ magnétique qui produit du courant a la
2e bobine
Mat ... dit :
wow
pi kan je rentre sa ds un sens sa le descend pi ds lautre sa laugmente
pkoi
marc-andré dit :
c'est a cause des nombre de tours de fils dans chaque bobine
Mat ... dit :
oiké
marc-andré dit :
habituellement tu as plus de tours dans une bobine que dans l'autre
Mat ... dit :
ouais
effectivement on navais plus ds une ke ds lautre
marc-andré dit :
si les 23 bobines ont le même nombre de tours le transfo ne fait qu'isoler un circuit
*2
Mat ... dit :
le moins de tour vers le plus de tour tu créé une augmentation pi le plus de tour vers moins de
tours une diminution
marc-andré dit :
ouais
Mat ... dit :
kess tu veu dire par isoler le circuit
marc-andré dit :
contre les interférances les armoniques
les choses qui sont pas bon pour certains appareils
délicat
Mat ... dit :
ok faik si je compren bien sa stabilise ton courant
marc-andré dit :
oui
Mat ... dit :
ok
marc-andré dit :
bon moi je doit aller travailler
Mat ... dit :
merci
stais vrm cool
marc-andré dit :
si ta dautres questions je vais revenir vers 8h
Mat ... dit :
okok
marc-andré dit :
bye mat
a+
Mat ... dit :
chow bye
8.0 Bibliographie
1 : http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Coulomb_(%C3%A9lectrostatique) ;
http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Lenz-Faraday ;
http://fr.wikipedia.org/wiki/Courant_alternatif
2 : http://subaru2.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/electri/faraday.html
4 : Louis DE BROGLIE, Encyclopédie française –tome 2 La physique, Paris, 1965, p.4