Le transformateur

Le transformateur
Exercice 1
Le rapport de transformation d'un transformateur monophasé parfait est m = 0,1. La différence de potentiel
primaire u1 est sinusoïdale de fréquence 50 Hz et d'amplitude efficace 230 volts.
Représenter l'évolution temporelle des différences de potentiel primaire et secondaire (u2) en prenant soin de
reporter les valeurs remarquables sur la représentation.
Exercice 2
Soit un transformateur 230 V – 10 V de 15 VA.
Donner le rapport de transformation.
Donner l'intensité maximale disponible sur le secondaire.
Exercice 3
Pour chacun des cas suivant, en utilisant le tableau ci-dessous, donner si c'est possible la ou les références des
transformateurs.
1) Secondaire 30 V – 100 mA 2) Secondaire 12 V – 1 A
Encombrement maximum 50 × 50 mm Encombrement maximum 50 × 50 mm
3) Secondaire 12 V – 4 A Encombrement maximum 50 × 50 mm
1) Pour obtenir le courant nominal autorisé pour chaque secondaire, il suffit de diviser la puissance du transformateur par la tension maximum disponible au
secondaire.
Exemple : un transformateur 2 × 9 V – 75 VA peut débiter 75
18 =4,2 A environ par secondaire.
2) Combinaison de secondaires :
Mise en série : la tension de sortie est doublée. Exemple : cas d'un transformateur 2 × 9 V – 75 VA, on obtient 1 × 18 V – 4,2 A
Mise en parallèle : le courant disponible au secondaire est doublé. Exemple : cas d'un transformateur 2 × 9 V – 75 VA, on obtient 1 × 9 V – 8,4 A
3) Pour obtenir la tension continue théorique disponible après redressement double alternance et filtrage, il suffit de multiplier la tension du secondaire par
2≃1,414 . En pratique, il convient de diminuer le résultat de la chute de tension dans le pont de diodes, soit environ 2 volts.
Exemple : la tension continue disponible à partir d'un transformateur 24 V sera
24 × 2
%2 ≃32 V .
Transformateurs standard
Transformateur imprégnés.
Classe B.
Primaire 220 V.
Jusqu'à 5 VA : sorties à picots pour montage sur circuit imprimé. Avec étrier.
A partir de 10 VA : fixation sur châssis par étrier.
A partir de 100 VA : fixation sur châssis par équerre.
Puissance Secondaire Circuit magnétique
(mm) Poids (kg) Réf. Sélectronique Puissance Secondaire Circuit magnétique (mm) Poids (kg) Réf. Sélectronique
3 VA
2 × 6 V
2 × 9 V
2 × 12 V
2 × 15 V
2 × 18 V
2 × 24 V
32 × 39 0,125
43.5405
43.5406
43.5407
43.5408
43.5409
43.5410
26 VA
2 × 6 V
2 × 9 V
2 × 12 V
2 × 15 V
2 × 18 V
2 × 18 V
50 × 60 0,6
43.5429
43.5430
43.5431
43.5432
43.5433
43.5434
5 VA
2 × 6 V
2 × 9 V
2 × 12 V
2 × 15 V
2 × 18 V
2 × 24 V
35 × 42 0,150
43.5411
43.5412
43.5413
43.5414
43.5415
43.5416
46 VA
2 × 6 V
2 × 9 V
2 × 12 V
2 × 15 V
2 × 18 V
2 × 24 V
62 × 75 0,8
43.5435
43.5436
43.5437
43.5438
43.5439
43.5440
10 VA
2 × 6 V
2 × 9 V
2 × 12 V
2 × 15 V
2 × 18 V
40 × 48 0,25
43.5417
43.5418
43.5419
43.5420
43.5421
75 VA
2 × 6 V
2 × 9 V
2 × 12 V
2 × 15 V
2 × 18 V
2 × 24 V
70 × 84 1,5
43.5442
43.5443
43.5444
43.5445
43.5446
43.5447
16 VA
2 × 6 V
2 × 9 V
2 × 12 V
2 × 15 V
2 × 18 V
50 × 60 0,5
43.5423
43.5424
43.5425
43.5426
43.5427
100 VA
2 × 6 V
2 × 9 V
2 × 12 V
2 × 15 V
2 × 18 V
2 × 24 V
80 × 96 1,8
43.5450
43.5451
43.5452
43.5453
43.5454
43.5455
td_14.sxw novembre 2003 1/2 Exercices Électronique analogique

Le transformateur
Exercice 4
Le rapport de transformation d'un transformateur monophasé est m=0,1. La tension primaire (notée u1(t)) a pour
expression: u1(t)=325.sin.100πt.
➔Calculer la période (notée T), puis la fréquence (notée F) au primaire du transformateur.
➔En déduire celles au secondaire de celui-ci.
➔Calculer la valeur efficace de la tension (notée U1eff) au primaire du transformateur.
➔En déduire celle au secondaire de celui-ci.
➔Représenter l'évolution temporelle des tensions primaire et secondaire (notée respectivement u1(t) et u2(t))
en prenant soin de faire apparaître les valeurs caractéristiques de ces deux tensions.
Exercice 5
La puissance apparente au secondaire d'un transformateur (notée S2) est de 400VA. Un récepteur résistif dont
le facteur de puissance (noté cosϕ2) est égal à 1, est connecté au secondaire du transformateur. Le rendement
(noté η) du transformateur est de 90%. Les pertes par courant de Foucault ou les pertes ferromagnétiques,
appelées également "pertes fer" (notées Pf), représentent la moitié des pertes dites par effet joules (notées PJ).
➔Calculer les différentes pertes notées Pf et PJ.
➔En déduire la puissance demandée au primaire (notée Pl) (dite "puissance absorbée") par le
transformateur au réseau d'alimentation.
Extrait d'un sujet de Bac : Le projecteur de diapositives
La lampe de projection basse tension du projecteur de diapositives est une lampe 12V, 100W. Un
transformateur permet l'adaptation au secteur EDF (notée Ve) 230V ~ 5OHz. Après redressement, filtrage et
régulation, on obtient une tension continue (notée Vélect) de 10V permettant d'alimenter un étage électronique
(étage permettant la sélection des diapositives). L'intensité du courant (notée Iélect) consommée par l'étage
électronique ne dépasse pas 0,1A.
➔Calculer la puissance maximale (notée Pélect) consommée par l'étage électronique, puis la comparer à la
puissance consommée par la lampe de projection. Conclure.
➔Calculer l'intensité du courant (notée ls) au secondaire du transformateur en tenant compte de la
conclusion précédente.
➔Le transformateur est supposé parfait. Calculer l'intensité du courant (notée le) au primaire du
transformateur.
➔Pour éviter un claquage intempestif du fusible F1à l'allumage de la lampe de projection, on calibre celui-
ci à environ 10 fois l'intensité du courant au primaire du transformateur. Parmi les valeurs suivantes,
choisir celle qui convient : 0,5 A ; 1 A ; 5 A ; 10 A. Justifier votre réponse.
td_14.sxw novembre 2003 2/2 Exercices Électronique analogique
F
1
T
1
V
e
I
e
U
L
Redressement
Filtrage
Régulation
I
s
I
L
V
élect
Étage
électronique
I
élect