Instructions (laboratoire 1)

ELE1409-H17-TP1-INSTRUCTIONS 1/6
ELE 1409
Électricité du bâtiment
Travail pratique 1
CIRCUITS MONOPHASÉS À FRÉQUENCE INDUSTRIELLE ET TRANSFORMATEURS
(Version janvier 2017)
INSTRUCTIONS
1.1. OBJECTIFS
Mesurer la tension, l’intensité du courant et la puissance dans un circuit monophasé,
alimenté par un transformateur. Déterminer la valeur du facteur de puissance dans les circuits à
courant alternatif comportant des composantes résistive, inductive et capacitive, connectées en
parallèle. Faire le bilan de puissance dans un circuit monophasé en tenant compte de la
présence du transformateur. Trouver le rapport de transformation du transformateur et
déterminer son rendement et sa chute de tension interne.
1.2. PRÉPARATION
Lecture et consultation :
 Manuel du cours : chapitre 4, chapitre 7 (pages 343-380), chapitre 7 (pages 343-
380), chapitre 18 (pages 936-940),
 Théorie de base liée au laboratoire (site du cours)
 Banque de photos du laboratoire (site du cours)
Tableaux : Les tableaux nécessaires au prélèvement des mesures doivent être préparés
avant la séance de laboratoire. Ces tableaux, identifiés par les noms des
étudiants et le numéro de la section de laboratoire, doivent être remis aux
répétiteurs, pour révision, au début de la séance de laboratoire.

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1.3. MATÉRIEL UTILISÉ
Dans cette séance, les éléments utilisés sont des bobines dont l’inductance est d’environ 55 mH
(20,7 ohms à 60 Hz) avec un courant maximal de 10 A, des batteries capacitives constituées de
3 condensateurs de 37 microfarads (-72 ohms à 60 Hz) avec une tension de tenue de 580 V et
une charge résistive comprenant une série de résistances de différentes (600 Ω, 300 Ω, 300 Ω et
150 Ω) supportant une tension maximale de 208 V.
Le transformateur utilisé a une puissance apparente de 2 kVA.
Un autotransformateur (figure 1.1) est utilisé pour ajuster la tension de la source.
L’autotransformateur est un transformateur constitué d’un seul enroulement avec trois bornes.
Cet enroulement, qui joue le rôle à la fois de l’enroulement primaire et de l’enroulement
secondaire est enroulé sur un circuit magnétique, comme dans un transformateur usuel. La
borne intermédiaire est mobile, ce qui permet de varier la tension de sortie de 0 V à la tension de
source et même plus si la source est connectée avant l’extrémité de l’enroulement.
Le seul appareil de mesure utilisé durant cette séance de laboratoire est l’analyseur de
puissance. À l’aide de la tension et du courant prélevés au niveau d’un élément ou d’un
ensemble d’éléments, l’analyseur de puissance détermine en plus des valeurs efficaces de cette
tension et de ce courant, les puissances réelle et apparente et le facteur de puissance. Une
explication détaillée du fonctionnement et de l’utilisation de l’analyseur de puissance sera
donnée pendant la séance de présentation du laboratoire.
Les photos de tous ces éléments et de l’analyseur de puissance sont dans la banque de photos
du laboratoire (site du cours).
Figure 1.1 : Autotransformateur monophasé

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1.4. MANIPULATION
a) Connexion des enroulements du transformateur :
Les enroulements du transformateur monophasé du laboratoire sont représentés sur la figure
1.2.1.
Figure 1.2.1 : Enroulements du transformateur du laboratoire
Pour réaliser un transformateur abaisseur 240/120 V, utilisé dans les différentes expériences de
la séance de laboratoire, commencer par connecter l’enroulement primaire du transformateur sur
la base de la figure 1.2.2.
Figure 1.2.2 : Connexion de l’enroulement primaire
Le transformateur obtenu après la connexion de l’enroulement primaire est représenté sur la
figure 1.2.3.
Figure 1.2.3 : Transformateur monophasé abaisseur 240/120 V

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b) Transformateur monophasé à vide :
Ramener à zéro la position du curseur de l’autotransformateur. Réaliser le montage illustré à la
figure 1.3.
Figure 1.3: Transformateur monophasé à vide
Mettre sous tension, ajuster l’autotransformateur pour obtenir et maintenir une tension au
secondaire du transformateur égale à 100 V ± 0,5 V, mesurée à l’aide de l’analyseur de
puissance 1. Relever la tension, le courant, le facteur de puissance et les puissances réelle et
apparente au primaire du transformateur (analyseur de puissance 1) et la tension au secondaire
du transformateur (analyseur de puissance 2).
c) Transformateur monophasé en charge, charge résistive (R):
Ramener à zéro la position du curseur de l’autotransformateur, couper l’alimentation et réaliser le
montage illustré à la figure 1.4. Former R en connectant en parallèle les résistances 600 Ω, 300
Ω, 300 Ω et 150 Ω. Ne pas oublier de mettre en marche les ventilateurs de la charge
résistive.
Faire vérifier le montage avant de mettre sous tension et de commencer la manipulation.
Ajuster l’autotransformateur pour obtenir une tension au secondaire du transformateur égale
à 100 ± 0,5 V.
figure 1.4: Transformateur monophasé en charge, charge R

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Relever les valeurs de la tension, du courant, des puissances réelle et apparente et du facteur
de puissance au primaire du transformateur (analyseur de puissance 1). Relever les valeurs de
la tension, du courant, des puissances réelle et apparente et du facteur de puissance aux bornes
de la charge R (analyseur de puissance 2).
d) Transformateur monophasé en charge, charge résistive-inductive (RL parallèle)
Ramener à zéro la position du curseur de l’autotransformateur, couper l’alimentation et réaliser le
montage illustré à la figure 1.5. Ne pas modifier la valeur de la charge résistive. Utiliser comme
charge inductive, une seule bobine de 55 mH. Ne pas oublier de mettre en marche les
ventilateurs de la charge résistive.
Faire vérifier le montage avant de mettre sous tension et de commencer la manipulation.
Ajuster l’autotransformateur pour obtenir une tension au secondaire du transformateur égale
à 100 ± 0,5 V.
figure 1.5: Transformateur monophasé en charge, charge RL
Relever les valeurs de la tension, du courant, des puissances réelle et apparente et du facteur
de puissance au primaire du transformateur (analyseur de puissance 1). Relever les valeurs de
la tension, du courant, des puissances réelle et apparente et du facteur de puissance aux bornes
de la charge RL-parallèle (analyseur de puissance 2).
À l’aide de la pince ampèremétrique, relever le courant dans l’inductance.
e) Transformateur monophasé en charge, charge résistive-inductive-capacitive (RLC
parallèle)
Ramener à zéro la position du curseur de l’autotransformateur, couper l’alimentation et réaliser le
montage illustré à la figure 1.6. Ne pas modifier la valeur de la charge résistive. Ne pas modifier
la valeur de la charge inductive. Utiliser comme charge capacitive deux condensateurs de 38 µF
connectés en parallèle (batterie de condensateurs). Ne pas oublier de mettre en marche les
ventilateurs de la charge résistive.
Faire vérifier le montage avant de mettre sous tension et de commencer la manipulation.
Ajuster l’autotransformateur pour obtenir une tension au secondaire du transformateur égale
à 100 ± 0,5 V.