Tp electricite - transformateur

Pages: 7 (1511 mots) Publié le: 6 juin 2012
Cours d’électricité |
Compte-rendu du TP n°3 |
Le Transformateur |
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- 16 Mai 2009 - |

Présentation :
Ce TP va porter sur l’étude du transformateur monophasé. Comme nous ne l’avons pas encore vu en cours, cette manipulation va nous permettre d’aborder concrètement ce composant fondamental dans le domaine de l’électricité.

Objectifs :
* Mesure du rapport detransformation et des pertes fers lors d’un essai à vide.
* Mesure du rapport de transformation et des pertes joules lors d’un essai en court-circuit.
* Chute de tension au secondaire d’un transformateur lors d’un essai en charge.
* Calcul de la chute de tension absolue.
* Bilan des puissances et calcul du rendement par la méthode des pertes séparées.

Principe de fonctionnement :Un transformateur est constitué d’un circuit magnétique fermé qui comporte deux enroulements distincts qui sont des fils électriques en cuivre : un primaire situé en amont (enroulement primaire) et un secondaire en aval (enroulement secondaire).

Le transformateur permet de convertir les valeurs de tension et d’intensité d’entrée qui sont issues d’une source d’énergie électrique alternativeen un système de tension de d’intensité de valeurs différentes mais de même fréquence et de même forme. Il est capable d’augmenter la tension primaire portée au secondaire, de l’égaler ou de la diminuer. Tout dépend du nombre de spires de chaque enrouement.
On peut comparer ce système électrique à un système analogue en mécanique : l’engrenage. De plus, tous deux disposent d’un excellentrendement.

1ère Partie : La plaque signalétique :

U1n = 220 – 380 VU2n = 110 – 220 VSn = 250 V.AClasse : I |

Pour déterminer le courant nominal primaire et secondaire, on utilise la relation :

On obtient :

2ème Partie : Essai à vide :

NOTION PREALABLE :

Tout d’abord, il est important de comprendre le fonctionnement d’un transformateur à l’intérieur de celui-ci même. On seservira de ces notions pour la suite du TP. Voici un bilan énergétique qui montre les différentes puissances mises en jeu dans un transformateur :

Le bilan énergétique nous donne donc comme résultat :

Indice 1 : primaire
Indice 2 : secondaire

1. Tout d’abord, nous avons réalisé le montage suivant, comportant le transformateur, un wattmètre et un voltmètre :

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2. Ainsi, nousavons pu relever les valeurs caractéristiques du montage pour les tensions allant de 0 à 220V avec un pas de 20V. Voici les résultats que l’on obtient :
Palier (V) | U1 (V) | P10 (W) | I10 (A) | U20 (V) | cos0 | Q10 (VAR) | S10 (VA) |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | / | / | / |
20 | 19,9 | 0,2 | 0,029 | 23,1 | / | 0,6 | 0,6 |
40 | 40,1 | 0,6 | 0,043 | 43,2 | / | 1,6 | 1,7 |
60 | 60,2 | 1,3 | 0,055 |64,9 | / | 3,0 | 3,3 |
80 | 80,0 | 2,2 | 0,067 | 86,4 | 0,41 | 4,9 | 5,3 |
100 | 99,8 | 3,1 | 0,079 | 108,0 | 0,39 | 7,2 | 7,8 |
120 | 120,0 | 4,2 | 0,092 | 130,2 | 0,38 | 10,2 | 11,0 |
140 | 140,0 | 5,5 | 0,106 | 151,3 | 0,37 | 13,7 | 14,8 |
160 | 160,0 | 6,9 | 0,122 | 173,9 | 0,35 | 18,3 | 19,5 |
180 | 180,0 | 8,6 | 0,143 | 195,1 | 0,34 | 24,1 | 25,6 |
200 | 200,0 | 10,4 | 0,166 |216,1 | 0,31 | 31,3 | 33,0 |
220 | 220,0 | 12,6 | 0,202 | 238,3 | 0,28 | 42,8 | 44,6 |

3.
Valeur ohmique de l’enroulement primaire :
5,77

Pertes Joules à vide pour l’enroulement primaire au point de fonctionnement nominal (220 V):

Indice 0 : essai à vide

Si on reprend la formule du bilan énergétique et que l’on effectue un essai à vide, alors I2 = 0. Dans ce cas, il n’y aaucune puissance de consommée pour le circuit secondaire. On obtient alors :

On remarque que est très faible devant (en raison d’une intensité faible). Ainsi, on peut dire que :

4.
On a comme valeurs :

On a vu dans le cours une formule qui lie ces 3 paramètres :

On va donc vérifier si cette relation est vraie dans notre cas :

Par le calcul, on remarque que la formule est...
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