Extraits d'examen : le transformateur

Extraits d'examen : le transformateur Session 1999 - Métropole Ce transformateur est alimenté par la tension sinusoïdale
du réseau 230 V ; 50 Hz.
La section de son circuit magnétique est de 30 [pic].
Le champ magnétique maximal est Bmax = 1,10 T.
Le nombre de spires au secondaire est de 110.
1.1) En utilisant la formule de Boucherot donnée en annexe,
calculer la valeur efficace de la tension aux bornes du
secondaire à vide.
1.2) Calculer le rapport de transformation.
1.3) Calculer le nombre de spires au primaire.
1.4) La valeur efficace de l'intensité du courant débité par le
secondaire est de 7,00 A. Calculer la valeur efficace de
l'intensité du courant au primaire si l'on peut considérer le
transformateur comme parfait pour les courants quand il est en
charge. Session 1996 - Nouméa I - On alimente le primaire du transformateur monophasé par une tension
continue U1c = 3,0 V.
L'enroulement primaire est parcouru par un courant continu d'intensité
l1c= 15 A
1-1) Calculer la résistance R1 de l'enroulement primaire.
1-2) Expliquer pourquoi on observe une tension nulle au secondaire du
transformateur.
Il - La plaque signalétique du transformateur indique les valeurs nominales
suivantes :
S = 6 k VA et U1N = 240 V Calculer l'intensité I1N du courant nominal au primaire du
transformateur. III - On effectue un essai à vide de ce transformateur. 3-1) On a relevé les valeurs suivantes :
- tension primaire à sa valeur nominale U10 = U1N = 240 V et f = 50
Hz
- tension secondaire U20 = 24 V P10 = 110 W I10 = 1,6 A . 3-1-1) Calculer le rapport de transformation m du
transformateur. 3-1-2) Calculer les pertes par effet Joule à vide. En déduire la
valeur des pertes dans le fer du circuit magnétique, 3-2) Etude du courant primaire à vide. 3-2-1) Indiquer un dispositif ou un appareil permettant d'observer
à l'oscilloscope l'image d'un courant. 3-2-2) L'oscillogramme de la variation de l'intensité du courant
primaire à vide en fonction du temps i10 = f(t) est représenté ci-
dessous. 2/4
3-2-3) Pour mesurer la valeur efficace I10 de l'intensité du courant
primaire à vide, lequel des ampèremètres suivants doit-on choisir ?
- magnétoélectrique
- numérique non RMS
- numérique RMS IV - On effectue un essai en court-circuit de ce transformateur.
On a relevé les valeurs suivantes . UIcc = 30 V , P1cc = 200 W et I1cc = 25 A ( courant nominal primaire )
On admet que les pertes dans le fer sont négligeables au cours de cet
essai. 4-1) Montrer que la puissance P1cc correspond aux pertes nominales par
effet Joule. 4-2) Donner le schéma équivalent vu du secondaire du transformateur en
court-circuit (ESCC , RS , XS) 4-3) Calculer le courant I2cc et la résistance RS du modèle équivalent. 4-4) Déterminer les éléments ESCC (f.e.m.) et ZS (impédance) de ce modèle
du transformateur en court-circuit, vu du secondaire, puis la valeur XS
(réactance de l'impédance) du modèle équivalent.
V - On étudie le transformateur en charge. La charge est inductive et
impose un facteur de puissance tel que .
cos (2 = 0,75. On donne RS = 3,2 m( et XS = 12 m(.
La tension primaire et le courant secondaire ont leurs valeurs nominales U1
= 240 V et
I2N = 250 A. 5-1) On donne l'expression de la chute de tension en charge nominale :
( U2 = (RS cos (2 + XS sin (2) I2N
Calculer la tension U2 aux bornes du secondaire. 5-2) En déduire la puissance P2, consommée par la charge du transformateur. 5-3) Calculer la puissance P1 absorbée par le transformateur , le rendement
du transformateur en charge et le facteur de puissance primaire. Session 1993 - Métropole Un courant triphasé équilibré alimente un transformateur triphasé
dont le primaire est couplé en étoile. On veut mesurer le courant à vide et
les pertes à vide par la méthode des deux wattmètres. L'essai à vide donne :
-tension primaire U10 = 380 V
-indications des wattmètres : P1 = 93 W, P2 = - 53 W 1) Représenter un schéma du montage permettant la mesure de la puissance
par la méthode des deux wattmètres. 2) Déterminer :
-la puissance active absorbée
-la puissance réactive consommée
-le facteur de puissance
-le courant dans un fil de ligne et dans un enroulement. 3) La résistance entre phases au primaire est : R = 0,8 (; Calculer :
-la résistance d'un enroulement
-la puissance perdue par effet Joule lors de l'essai à vide pour le
système triphasé. 4) Déduire des questions précédentes les pertes dans le fer.
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us is up ip Pour quelle raison le courant primaire à vide n'est-il pas sinusoïdal ?