Méthode directe

Cours : transformateur
Niveau : TS
Titre : Calcul du rendement
Durée : 2h
TP :
Cours :
Objectifs : - calculer le rendement d'un transformateur industriel par la
méthode directe puis par la méthode des pertes séparées ;
- vérifier la validité des hypothèses simplificatrices.
Préparation :
Caractéristiques du transformateur
Sur le tranformateur, relever les caractéristiques suivantes :
tension nominale au primaire
U1 =
tension nominale au secondaire U2 =
puissance apparente
S =
S
Déterminer les courants nominaux I1n et I2n.
S = U1 I1n ⇒ I1n =
U1
Détermination de la résistance de charge
Le rendement se calcul en effectuant les mesures à tensions et courants nominaux. Il
faut choisir la résistance de charge R de telle sorte que le transformateur fonctionne
à courant nominal et tension nominale (R=Un/In).
charge résistive : P = S = UI =
U2
U2
⇒ R= 2
R
S
Rq : en première approximation S1 ≈ S2 = S
Réaliser le montage ci-contre.
Régler l’alimentation pour
travailler à courant nominal.
Relever U1 et I1n.
En déduire la résistance r1.
Répéter l’opération pour le
secondaire du transformateur.
alimentation
continue
Mesure des résistances de bobinage : méthode voltampèremétrique
A
I1n
V
A
I1n
U1
U1
V
r1
transfo
Méthode directe :
Montage :
P1
W
secteur
220V
50Hz
220V
50Hz
W
u1
transfo
d’isolement
m=1
P2
i2n
i1n
u2
R
transfo
Manipulations :
Mesure directe du rendement :
- mesurer P1 et P2, puis calculer le rendement.
η =
Putile
P
= 1
Pabsorbée
P2
ATTENTION : réaliser les montages hors tension et les faire vérifier par
le professeur.
Matériel : - 1 transformateur
d’isolement
- 1 transformateur
- 1 autotransformateur
- 2 wattmètres
- 3 multimètres
©Claude Divoux, 1999
- 1 charge résistive
pouvant supporter le
courant nominal I2
du transfo et de
valeur R≈Un/In
et pour la méthode
voltampèremétrique :
- 1 alimentation
continu
4 à 5A
- 1 multimètre
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Cours : transformateur
Niveau : TS
TP :
Titre : Calcul du rendement
Durée : 2h
Cours :
Objectifs : - calculer le rendement d'un transformateur industriel par la
méthode directe puis par la méthode des pertes séparées ;
- vérifier la validité des hypothèses simplificatrices.
Méthode des pertes séparées :
Schémas :
P1
W
Transfo autotransfo
d’isolet
220V
50Hz
A
i10
u1
i2=0
A
u2
u2
essai
à vide
i2cc
essai en
court-circuit
i2n
u2
R
essai en
charge
Manipulations :
Mesure par la méthode des pertes séparées :
Essai à vide :
Réaliser le montage, vérifier que l’autotransformateur est sur 0V, mettre sous tension,
augmenter la tension jusqu’à la valeur nominale de U1 (placer éventuellement un
voltmètre).
Relever P10 et I10.
Baisser la tension et couper l’autotransformateur.
ATTENTION : pour l'essai en cour-circuit, il faut travailler à courant nominal
donc à tension très réduite (quelques volts).
Essai en court-circuit :
Réaliser le montage, vérifier que l’autotransformateur est sur 0V, mettre sous tension.
Tout en surveillant le courant I1, augmenter très lentement la tension jusqu’à atteindre
le courant nominal I1n.
Relever P1cc et I1cc.
Baisser la tension et couper l’autotransformateur.
Essai sur charge :
Réaliser le montage, vérifier que l’autotransformateur est sur 0V, mettre sous tension,
augmenter la tension jusqu’à la valeur nominale de U1 (placer éventuellement un
voltmètre). Vérifier que I1 est environ égale à I1n.
Relever P1.
Baisser la tension et couper l’autotransformateur.
Calculer le rendement
Vérifier les hypothèses simplificatrices:
- essai à vide: PJ1<<Pfer
vérifier que PJ1=r1.I12<<P10
⇒ P10≈Pfer;
©Claude Divoux, 1999
- essai en court-circuit:
Pfer<<PJ1+PJ2
(brancher un ampèremètre
dans le circuit secondaire)
vérifier que
PJ=r1.I12+r2.I22≈P1cc
⇒ P1cc≈PJP.
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