Le transformateur monophasé - Site de cours en électrotechnique et

TD N° 06 : Le transformateur monophasé
DÉROULEMENT DE LA SÉANCE
TITRE
ACTIVITÉS PROF
ACTIVITÉS ÉLÈVES
MOYENS
DURÉE
-
Fin du TD { 2 heures}
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LECTEUR
OBSERVATION
REMARQUE RÉDACTEUR
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Fournir ma contribution aux autres est ma philosophie
Et la vôtre ?
Si vous avez lu ce document et que vous avez des remarques à faire, n'hésiter pas et écrivez-moi
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TD N° 06
Le transformateur monophasé
Niveau : Tale BEP Elec
Lieu : Salle de travail
Durée : 2 heures
Organisation : Groupe ½ classe, travail individuel
LIAISON AU RÉFÉRENTIEL
●
PRÉREQUIS
Les élèves doivent être capables :
●
OBJECTIFS
Les élèves devront être capables :
●
NIVEAU D'APPRENTISSAGE
●
Apprendre à (savoir intégré)
Apprendre à (savoir actif)
●
Active
●
MÉTHODE
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EXPERIMENTATIONS SCIENTIFIQUES
B.E.P. ELEC
Calcul d'électrotechnique
DOSSIER PÉDAGOGIQUE
TD N° 06
Le transformateur
monophasé
Objectifs :
●
Matériel :
●
Documents :
● Formulaire
● Cours de techno
● Cours d'expérimentation scientifique
Secteur : Salle de travail
Durée : 2 heures
Nom, Prénom :
Classe, Groupe:
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Préambule :
Imaginez ceci :
Vous avez 1 billet de 500 €
Vous rentrez dans une banque
Vous demander à avoir le même argent, mais en billet de 5 €
La banque vous donnera en échange de votre billet, 99 billets
de 5 €
Ben oui, il faut bien que la banque se paie, donc vous perdez 5
euros dans la mise
Imaginer ceci :
le montant du billet, c'est la tension
le nombre de billet, c'est le courant
L'argent que vous avez, c'est la puissance : Nombre de billet par son montant
Le transformateur, il fait la même chose que la banque :
Il prend la tension d'un coté ( le billet de 500) avec son courant (1 billet) , il en fournit en sortie
mais en modifiant la tension ( billet de 5 ) mais avec un courant différent (99 billets) , mais par
contre il a essayé de garder les mêmes puissances d'un coté et de l'autre, mais en ayant perdu un
peu.
C'est ce que l'on va s'amuser à voir aujourd'hui, et puis la semaine prochaine aussi...
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Exercice n° 1
Un transformateur monophasé ayant les
caractéristiques suivantes :
230 / 24 V – 50 Hz
Sn = 160 VA
Ce qui veut dire :
U1 = 230 V (tension primaire, ou tension d'entrée)
U2 = 24 V tension secondaire, ou tension de sortie )
Ce transformateur alimente un circuit de commande qui absorbe une puissance de 80 W avec un cos
ϕ = 0,75
Calculer le rapport de transformation (m)
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Sachant que l'enroulement primaire comporte N1 = 700 spires, calculer le nombre de spire de
l'enroulement secondaire
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Calculer l'intensité nominale des courants au secondaire (I2N) puis au primaire (I1N)
Formule :
Application numérique :
Résultat :
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Calculer l'intensité nominale des courants au primaire (I1N)
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Calculer le courant débité par le secondaire du transformateur (I2) lorsqu'il alimente la charge
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Attention : Il ne faut pas confondre le courant nominale (qui est écrit sur la plaque signalétique et
qui peut être supporté par l'enroulement) du courant qui circule réellement
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Exercice n°2
Z
Un transformateur monophasé est supposé parfait. Il comporte N1 = 1600 spires au primaire et
N2 = 920 spires au secondaire.
Le secondaire aliment un dipôle inductif de résistance R = 39,8 Ω et d'impédance Z = 53 Ω sous
une tension secondaire U2 = 230 V.
Calculer la tension au primaire ( U1 ) .
Formule :
Application numérique :
Résultat :
L'intensité au secondaire ( I2 )
Formule :
Application numérique :
Résultat :
L'intensité au primaire ( I1 )
Formule :
Application numérique :
Résultat :
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La puissance apparente du transformateur ( S ) :
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Le facteur de puissance ( cos φ )de la charge secondaire.
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Comparer ce résultat avec
Résultat :
R
Z
Explication :
La puissance active absorbée ( Pa ) par la charge
Formule :
Application numérique :
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Résultat :
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Exercice n° 3
Un transformateur monophasé supposé parfait. Sa plaque signalétique indique :
300 VA,
Primaire : 240 V, Secondaire : 12V.
Une charge inductive ayant la plaque signalétique suivante :
Un = 12 V,
In = 20 A,
cos ϕ = 0,8
Calculer le rapport de transformation ( m ) du transformateur
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Calculer son courant nominal au secondaire ( I2n)
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Calculer la puissance active ( P ) consommée par la charge si on la branche au secondaire du
transformateur
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Calculer l'intensité au primaire ( I1 )du transformateur
Formule :
Application numérique :
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Résultat :
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Calculer l'énergie consommée ( W ) par l'ensemble pendant 24 H en kWh
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Calculer le coût journalier de fonctionnement en arrondissant le tarif EDF à 0,0787 € H.T. le kWh
et en supposant que l'énergie journalière consommée est W = 4,61 kWh.
Formule :
Application numérique :
Résultat :
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Exercice n° 4
Illustration 1: Réseau
électrique japonais
J'suis branché où moi ? sur
ce fil là ? ou celui là ? à
moins que ...
Soit un transformateur monophasé :
N1 = 10 000 spires au primaire
N2 = 120 spires au secondaires
Mesure effectué en charge :
Tension primaire : U1 = 20 kV
Tension au secondaire : U2 = 230 V
Courant au secondaire : I2 = 100 A
Facteur de puissance : cos φ = 0,93
Puissance absorbée au primaire : Pa1 = 22 kW
Calculer le rapport de transformation (m)
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Calculer, lorsque le transformateur est à vide, la tension au secondaire du transformateur (U2v)
lorsqu'il est alimenté sous la tension U1 = 20 kV
Formule :
Application numérique :
Résultat :
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Calculer la puissance active au secondaire (P2u) du transformateur en charge
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Sachant que P2u = 21,4 kW, calculer le rendement du transformateur ( η )en charge
Formule :
Application numérique :
Résultat :
Y'a pas à dire, il savent faire
beaucoup mieux les jeux vidéos
que des installations électriques...
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