N.L.Technique Transformateur monophasé S.CHARI I. Description . Principe de fonctionnement .

N.L.Technique Transformateur monophasé S.CHARI
SI –ADC : alimenter page 1/1 Classe : 2 STE
I. Description . Principe de fonctionnement .
Il est constitué de 2 enroulements placés sur un circuit magnétique fermé.
Le primaire est alimenté par le réseau et se comporte comme un récepteur. Il crée un
champ et un flux magnétique (t) alternatif) dans le circuit magnétique feuilleté.
Le secondaire est soumis à la variation de ce flux, il est le siège d'une fém. induite due à la
loi de Lenz et alimente la charge.
N
N N
C
C
u
1
i
1
u
2
i
2
II. Le transformateur parfait .
u1
i1
*
*
e1 e2 E2
E1
i2
U1 U2
I1=-mI2 I2
Zc
Charge
u2
* Le primaire est récepteur et le secondaire est générateur.
u1= -e1= N1d/dt u2= e2= -N2d/dt u2/u1=-N2/N1=-m U2/U1= m rapport de
transformation
U1=E1=4.44
B
N1S f et U2=E2=4,44
B
N2S f : Relation de Boucherot où U, E (valeurs
efficaces) en Volt , B (champ magnétique ) en Tesla , S (section de fer ) en m2et f
(fréquence ) en Hz .
* S1=S2=U1I1=U2I2U2/U1= I1/I2=m
P
1
=P
2
(transformateur parfait) P
1
=U
1
I
1
cos
1
P
2
=U
2
I
2
cos
2
et 
1
2
I1
B
U2=E2
U1=-E1
I2
1
2
III. le transformateur réel . SN=U1N.I1N =U2N.I2N
* Les enroulements du transformateur présentent des résistances r1et r2(mesurées
en continu Volt + amp) qui créent des pertes joules : Pj=r I + r I
1 1
22 2 2= RsI2
2.
En court circuit sous tension réduite, les pertes fer sont négligeables (pfer =
kB2~ k Ucc1
2<<<Pfer U1n car U1cc<<<U1n )P1cc = Pj (pour les mêmes courants).
*La magnétisation du circuit magnétique crée des pertes par hystérésis et par
courant de Foucault appelées pertes magnétiques ou pertes dans le fer.
Un essai à vide permet de mesurer les pertes fer (les pertes joules à vide étant
négligeables (Pjv<<) P
10
=pfer .Cet essai permet de déterminer m= U
20
/U
1
AW
V
U
1cc
<<U
1N
A
AW
V
V
U
1N
*
Le rendement
calculé toujours par la méthode des pertes séparées
:
pferpjP P P
P
2
2
1
2
 avec P2= U2I2cos22dépend de la charge .
Pabs=P
1
=P
2
+pj+pfer
Pu=P
2
pj=RsI
2
pfer=P
1
v
2
* Le transformateur réel est équivalent à un transformateur parfait
associé à un modèle de Thévenin au secondaire de fém. :
E2= U20 = -mU1et d'impédance Zs = Rs + jLs Rs + jXs
avec
Rs =P1CC/ I2CC et Zs =mU1CC/I2CC et Xs = √ZS2-RS2
* L'équation de la maille de sortie permet de calculer les tensions
secondaires et chute de tension (relation complexe, vectorielle
ou formule approchée) :
U20 = U2+ RsI2+ jXsI2ou
U2=U20 -U2= RsI2cos2+ XsI2sin2.
Z
c
I
1
=-mI
2
I 2
U
1
U
2
TP
U
2
v
-mU
1
Rs ls
I
2
U
2
2
U
2v
RsI
2
XsI
2
U
2v
= U
2
+RsI
2
+(XsI
2
)