Table des matières 2 Milieux ferromagnétiques et transformateur 2.1 Moment magnétique d’un aimant permanent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Champ créé par aimant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.2 Modèle de champ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.3 Actions subies par un dipôle magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Équations de Maxwell dans un milieu magnétique, dans l’ARQS . . . . . . . . . . . 2.2.1 Aimantation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2 Vecteur excitation magnétique et équation de Maxwell-Ampère . . . . . . . . 2.2.3 Formes intégrées des équations de Maxwell . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Milieu ferromagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1 Qu’est-ce qu’un matériau ferromagnétique ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2 Cycles d’hystérésis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.3 Milieu doux, milieu dur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.4 Complément : comprendre le ferromagnétisme à l’aide des domaines de Weiss 2.4 Paramagnétisme et diamagnétisme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Circuit magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.1 Tore ferromagnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.2 Canalisation des lignes de champ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.3 Electroaimant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.4 Pertes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6 Le transformateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.1 Description du dispositif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.2 Convention d’orientation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.6.3 Hypothèses simplicatrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7 Mise en équation du transformateur parfait . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.1 Notations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.2 Expression des tensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.3 Rapport de transformation en tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.4 Transformateur parfait : rapport de transformation en courant . . . . . . . . 2.7.5 Fonctionnement en régime sinusoïdal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.6 Transfert d’impédance par un transformateur parfait . . . . . . . . . . . . . 2.7.7 Transfert de la source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.7.8 Energie stockée dans un transformateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8 Exemples d’utilisation du transformateur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8.1 Problème de la composante continue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8.2 Transformateur d’isolement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8.3 Abaisseur ou élévateur de tension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.8.4 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 5 5 6 6 7 7 8 8 10 10 10 11 12 13 14 14 16 17 18 20 20 20 20 21 21 21 22 23 23 23 24 24 25 25 25 26 27 4 Conversion de puissance. Chapitre 2 : Milieux ferromagnétiques et transformateur 2.9 Relevé expérimental d’un cycle d’hystérésis . 2.10 Transformateur réel (modèle linéaire) HP . 2.10.1 Perméabilité du matériau . . . . . . 2.10.2 Inductances de fuite . . . . . . . . . 2.10.3 Résistances de bobinage . . . . . . . 2.10.4 Transformateur réel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 28 28 29 29 29