TRANSFORMATEURS STATIQUES

FORMATION CONTINUE – TECHNICIENS SUPERIEURS – INGENIEURS
ELECTROTECHNICIENS
Bapio BAYALA
Professeur technique
Edition revue 2010
LE TRANSFORMATEUR

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SOMMAIRE
I / GENERALITES
1) Rôle
2) Principe de fonctionnement
3) Transformateur triphasé
4) Autotransformateur
5) Circuit magnétique
II/ ETUDE GENERALE DU TRANSFORMATEUR
1) Fonctionnement à vide
2) Fonctionnement en charge
a) Schéma équivalent en charge
b) Pertes dans un transformateur
c) Diagramme de KAPP
d) Chute de tension
e) Caractéristiques en charge
f) Réglage de la tension
g) Rendement
III/ COMPLEMENTS SUR LE TRANSFORMATEUR TRIPHASE
1) Constitution
2) Plaque signalétique
3) Caractéristiques électriques
IV/ COUPLAGE DES TRANSFORMATEURS
1) Connexion des enroulements
2) Désignation d’un couplage
3) Couplage usuels
V/ MISE EN PARALLELE
4) Rôle
5) Conditions de mise en parallèle
6) Groupes de couplage
VI/ TRANSFORMATEURS DE MESURE
1) Généralités
2) Transformateur de tension
3) Transformateur de courant
4) Types de TC
5) Montage sur réseau triphasé

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GENERALITES
1/ ROLE
Les transformateurs statiques sont des appareils qui ont pour rôle de transiter une
énergie électrique d’un réseau à un autre en modifiant ses caractéristiques : intensité et
tension.
Les transformateurs permettent d’élever la tension à la sortie des centrales électriques
pour le transport sur de longues distances afin de diminuer les pertes en ligne et de l’abaisser à
l’arrivée pour l’adapter aux besoins des consommateurs.
2/ PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
Transformateurs monophasés
Un transformateur monophasé est essentiellement constitué par :
- un circuit magnétique fermé qui canalise le flux,
- un circuit électrique comportant deux enroulements isolés électriquement l’un de
l’autre :
le primaire qui reçoit l’énergie
le secondaire qui la restitue
I1v Ø
A
U1 U2v
V V
Ø
a) à vide
Ce régime indique que le secondaire ne débite pas.
- Disposons sur chaque noyau d’un circuit magnétique fermé une bobine comportant
l’une N1 spires, l’autre N2 spires.
- Alimentons sous une tension alternative V1 la bobine de N1 spires et mesurons
l’intensité dans ce circuit.
- Aux bornes de la bobine de N2 spires, nous branchons un voltmètre de grande
résistance.

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- Pour différentes valeurs de V1 – N1 – N2 nous relevons :
V1
N1
Io
N2
V2v
V2v
V1
N2
N1
- Nous constatons :
Le rapport des tensions est sensiblement égal au rapport des nombres
de spires.
- Que s’est-il passé ?
La bobine primaire soumise à la tension alternative V1 est parcourue par un courant Io
déphasé de π/2 en arrière de V1 (la résistance de l’enroulement étant très petite vis-à-vis de la
réactance et en négligeant les pertes fer).
- Ce courant Io donne naissance à une force magnéto-motrice N1Io qui engendre un flux
alternatif de même fréquence tel que :
N1Io = ℛØ
ℛ étant la réluctance du circuit magnétique
- Ce flux Ø canalisé par le circuit magnétique traverse les deux bobines primaire et
secondaire (en négligeant le flux de fuite) y enduisant une F.E.M. par spire telle que :
І e І = ΔØ
Δt

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- Au secondaire comportant N2 spires apparaît donc une F.E.M. :
E2 = N2 ΔØ
Δt
- Au primaire comportant N1 spires apparaît une F.E.M. d’auto-induction en opposition
avec la tension V1 et égale à :
E1 = N1 ΔØ
Δt
- Le transformateur étant à vide, nous pouvons écrire :
au secondaire : E2 = V2
au primaire en négligeant la résistance de l’enroulement et les fuites
magnétiques : E1 = V1
- Effectuons le rapport des tensions, nous obtenons :
V2 = N2 = m
V1 N1
- Ce rapport m est appelé : rapport théorique de transformation ; c’est le nombre par
lequel il faut multiplier la valeur de la tension primaire pour avoir la valeur de la tension
secondaire.
- Si :
m > 1, le transformateur est élévateur
m < 1 ,le transformateur est abaisseur
m = 1 , le transformateur sert de sécurité ou d’isolement
b) en charge
- Faisons débiter le secondaire sur un circuit extérieur. Nous mesurons V1 – I1 – V2 – I2
pour différentes charges.
I1 Ø
W A I2 A W
U1 U2
V Z2 V
Ø