transformateur
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Terminale STITransformateur
Transformateur
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Présentation
1.1 Schéma
1.2 Principe de fonctionnement
Pour information
1.2.1
Rappel
Loi de Faraday : une variation de flux à travers une spire créer une f.é.m. e. Inversement une
f.é.m. e dans une spire crée une variation de flux à travers celle-ci. dϕ e=− dt 1.2.2
Flux magnétique
Pour un transformateur parfait
L’enroulement du primaire, formé de N1 spires, est le siège d’une f.é.m. : e1 = −N1
dϕ dt et
u1 = −e1
u1 est sinusoïdal
Posons : u1 = U1 2 cosωt dϕ U1 2
=
cosωt dt N1
U 2 π Et : ϕ = 1 cos(ωt − )
N1ω
2
D’où :
ϕ où b est le champ magnétique à travers les spires et s la s section (supposée constantes) du circuit magnétique.
Le flux étant défini par la relation b =
1/12/97 ©Claude Divoux, 1999
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Terminale STI
Transformateur
U1 2 π cos(ωt − )
N1sω
2
U 2
Posons : Bˆ = 1 la valeur maximum du champ magnétique b.
N1 sω
Comme ω=2πf, nous obtenons l’expression de la valeur efficace U1 :
Soit : b =
U1 = 4,44N1 fsBˆ
1.2.3
c’est la formule de Boucherot.
Relation entre les tensions
Pour un transformateur parfait tout le flux crée par l’enroulement primaire traverse l’enroulement secondaire. dϕ dϕ u1 = −e1 = N1 et u2 = e2 = −N2 dt dt u2 N2
Soit :
=−
= −m u1 N1 ou encore : u2 = − mu1 m est le rapport de transformation. Les tensions u1 et u2 sont en opposition de phase.
1.3 Transformation d’énergie
Puissance électrique Puissance magnétique Primaire
P1 = U1.I1.cosϕ1
Puissance électrique Secondaire
P2 = U2.I2.cosϕ 2
(Circuit magnétique)
1.4 Symboles ou Le transformateur est un convertisseur statique
(pas de pièce en mouvement). Il transforme une tension sinusoïdale en une autre tension sinusoïdale de valeur efficace différente.
symbole :
1.5 Transformateurs particuliers
1.5.1
Transformateur d’isolement
Transformateur de rapport m = 1 utilisé pour l’isolation