a - etude du transformateur - Site de Nicolas Hadengue

Extrait 1 : Baccalauréat 2001 (juin : Métropole) 1ère partie : Étude du transformateur. 1.1. Un essai à vide du transformateur a donné :
I1v = 19 mA ; P1v = 1,5 W ; U2v = 17 V ; U1 = 230 V .
a) Calculer le rapport de transformation m du transformateur.
b) Que représente la puissance mesurée dans cet essai ? 1.2. En régime nominal du transformateur, on a relevé :
U1 = 230 V ; U2n = 15 V ; I2n = 3 A ; P2n = 40,5 W ; Sn = 45 VA
a) Calculer l'intensité nominale I1n au primaire.
b) En déduire les pertes par effet Joule en régime nominal pour ce
transformateur (On a mesuré les résistances des enroulements :
R1 = 53 ( au primaire et R2 = 0,2 ( au secondaire).
c) A l'aide des résultats précédents, calculer le rendement ( du
transformateur en régime nominal. Extrait 2 : Baccalauréat 2000 (juin : Polynésie) 1 ère partie : Étude du transformateur Le transformateur est monophasé 230V / 30V. Sa puissance apparente nominale
est Sn = 8,0 KVA. 1.1. Rappeler la définition de la puissance apparente en fonction des
valeurs efficaces des tensions composées et des intensités des courants
de ligne; en déduire les intensités nominales I1n au primaire et I2n au
secondaire. Calculer le rapport de transformation m.
1.2.On veut mesurer la puissance active Pl absorbée et déterminer le
facteur de puissance cos(1 au primaire.
Placer les appareils de mesure nécessaires sur un schéma de montage.
1.3.: Le wattmètre indique P1n = 7,0 kW quand le transformateur absorbe son
courant nominal. Calculer le facteur de puissance cos (1 et la
puissance réactive nominale Q1n au primaire.
4. : On a mesuré les pertes du transformateur en régime nominal
Pertes " cuivre " par effet Joule : Pcu = 160 W
Pertes " fer " ou magnétiques : Pfe = 140 W
Calculer la puissance active P2n au secondaire, puis le rendement
(n du transformateur en régime nominal. Extrait 3 : Baccalauréat 1999
c ) troisieme partie. Le primaire d'un transformateur monophasé est branché entre la phase
1 et le neutre du réseau triphasé précédent.
[pic]
Calibre : 20V / division
Base de temps : 4 ms / division
C 1 ) Sur un oscilloscope branché au secondaire du transformateur on
relève l'oscillogramme ci-contre; dessiner sur votre copie le schéma du
transformateur et le branchement de l'oscilloscope.
C 2 ) Déterminer la valeur maximale, la valeur efficace, la valeur
moyenne, la période et la fréquence de la tension secondaire u2.
C 3) Quel type de voltmètre doit-on utiliser pour mesurer la valeur
efficace U2 de la tension secondaire u2 ?
C 4) Calculer le rapport de transformation du transformateur sachant
que U1=231V. Extrait 4 : Baccalauréat 1998 (juin : Polynésie) Étude du transformateur
Le primaire du transformateur parfait est alimenté par une tension
sinusoïdale u1 de valeur efficace U1=1500 V et de fréquence f = 50 Hz.
1. La valeur efficace de la tension secondaire étant U2 = 720 V, calculer
le rapport de transformation du transformateur.
2. Le secondaire débite un courant i2 de valeur efficace I2 = 110 A ;
calculer la valeur efficace I1 du courant appelé par le primaire.
3. Quelle est la puissance apparente du transformateur ?
4. Calculer la valeur maximale U2max de la tension u2 , sa période T et sa
pulsation ? . Extrait 5 : Baccalauréat 1998 (juin : Etranger) A) Etude du transformateur.
Un essai à vide du transformateur a donné les résultats suivants:
U1V = U1N = 380 V (valeur efficace de la tension au primaire) ;
U2V = 55 V (valeur efficace de la tension au secondaire ) ;
PV = 80 W (puissance active absorbée par le transformateur à vide).
IA1) Calculer le rapport de transformation du transformateur.
IA2) Dessiner le schéma du câblage à réaliser pour conduire cet essai à
vide (préciser la nature de tous les appareils de mesures).
IA3) Quelle est la nature des pertes de puissance pV que l'on mesure pour
ce fonctionnement à vide ?
Le transformateur fonctionne maintenant en charge. On mesure les valeurs
suivantes:
U1 = U1N = 380 V (au primaire) ; U2 = 53,5 V (au secondaire) ; I2 = 15 A
; cos (2 = 0,90.
IA4) Calculer la puissance active fournie au secondaire du
transformateur.
IA5) Sachant que les pertes de puissance par effet joule (pertes cuivre)
sont évaluées à 80 W, calculer le rendement du transformateur. Extrait 6 : Baccalauréat 1997 1ère partie : Etude du transformateur :
Le transformateur est du type monophasé 220 V / 55 V de puissance
apparente nominale 5000 VA. On appelle cos(1 et cos(2 les facteurs de
puissance respectifs au primaire et au secondaire.
1.1) Calculer son rapport de transformation m, et le nombre de spires N1
qu'il doit comporter au primaire si son secondaire comporte N2 = 36
spires.
(On prendra 55 V au secondaire, à vide comme en charge.)
1.2) Calculer les intensités nominales I1 au primaire, et I2 au secondaire.
1.3) Ce transformateur fournit une puissance utile P2 = 4,1 kW lorsqu'il
débite une intensité I2=91A. Que vaut cos(2 au secondaire du
transformateur ?
1.4) On veut mesurer la puissance P1 absorbée au primaire, et cos(1.
Placer les appareils de mesure nécessaires sur le document-réponse (figure
1).
1.5) Le wattmètre donne une déviation de 90 divisions, sur son cadran qui
comporte 150 divisions, quand il est réglé sur les calibres 300V et 25A.
Calculer la puissance P1 lue ainsi, et déduire le rendement du
transformateur. Extrait 7 : Baccalauréat 1997 (juin : Métropole)
A - ETUDE DU TRANSFORMATEUR La plaque signalétique d'un transformateur monophasé porte les indications
suivantes :
220V / 52V ; 50Hz 1°) On réalise un essai à vide au cours duquel on mesure Iv = 0,47A et Pv
= 20 W.
Faire un schéma de montage correspondant à cet essai en incluant les
appareils nécessaires à la mesure des deux grandeurs précédentes ainsi
que des tensions primaire et secondaire. Indiquer le nom et la nature
des appareils de mesure utilisés.
2°) Quelles pertes cet essai permet-il de déterminer ?
3°) Calculer le rapport de transformation.
4°) Le nombre de spires au primaire étant de 423, déterminer le nombre de
spires au secondaire. Extrait 8 : Baccalauréat 1996 (juin : Métropole) A) Le transformateur Afin de déterminer le rendement du transformateur réel, on réalise 3
essais. Notations :
U1 , U2 : Valeurs efficaces des tensions primaire et secondaire ;
I1 , I2 : Valeurs efficaces des courants primaire et secondaire ;
P1 , P2 : Puissances actives du primaire et du secondaire. A.1 Essai à vide On mesure : U1n = U10 = 230 V
U20 = 50 V
P10 = 6 W A.1.1 Quelle est alors la valeur de I2 ? A.1.2 Sur le document réponse (figure 1), placer les appareils de
mesures permettant d'effectuer ces mesures. A.1.3 Calculer le rapport de transformation m. A.1.4 En déduire le nombre de spires N2 du secondaire sachant qu'au
primaire N1 = 460 spires. A.1.5 Lors de cet essai, on détermine les pertes fer pour U1 = 230 V. Donner la valeur de ces pertes. A.2 Essai sur charge résistive de résistance R
On mesure : U1 = 230 V
U2 = 48 V
I2 = 2,0 A. A.2.1 Sur le document réponse (figure 2), placer les appareils de
mesures permettant d'effectuer ces mesures. A.2.2 Quelle est alors la valeur de la résistance R ? A.2.3 Calculer la chute de tension au secondaire (U = U20 - U2. A.2.4 Calculer P2. A.2.5 Calculer P1 en tenant compte des différentes pertes. (Pfer = 6,0
W et PJ = 10 W). A.2.6 En déduire le rendement ( du transformateur lors de cet essai.
[pic]
Extrait 9 : Baccalauréat 1996 (septembre : Métropole) 1. La plaque signalétique d'un transformateur monophasé porte les
indications suivantes : 220 V / 24 V ; 50 Hz ; 200 VA A.1a) Donner la signification des trois valeurs suivantes relevées sur la
plaque signalétique :
220 V ; 50 Hz ; 200 VA. A.1b) Calculer la valeur efficace I2N de l'intensité nominale du courant
au secondaire. 2. On effectue un essai à vide sous la tension primaire 220 V (figure 1).
On mesure une puissance active fournie au primaire P1V = 6 W ;
l'intensité du courant au primaire est I1V = 0,11 A ; la tension au
secondaire est U2V = 24 V. A.2a) Donner le nom de chacun des appareils de mesure 1, 2, 3, et 4 de la
figure 1 et indiquer la valeur numérique lue sur chacun d'eux.
A.2b) Quelles pertes l'essai à vide permet-il de mesurer ?
A.2c) Calculer le rapport de transformation. 3. On effectue un essai en charge. Le transformateur, alimenté au primaire
sous une tension de 220 V, débite au secondaire un courant d'intensité I2
= 8,33 A sur une charge inductive de facteur de puissance égal à 0,8. La
tension au secondaire est U2 = 24 V. Calculer : A.3a) la puissance active fournie à la charge ;
A.3b) la puissance active absorbée au primaire sachant que les pertes
"Joule" sont évaluées à 11 W et les pertes ( fer ( à 6 W ;
A.3c) le rendement du transformateur. Extrait 10 : Baccalauréat 1994 (septembre : Métropole) Voir annexe 1. Extrait 11 : Baccalauréat 1994 (septembre : Etranger) Voir annexe 2. Extrait 12 : Baccalauréat 1991 (juin : Métropole) Un transformateur monophasé, considéré comme parfait, est alimenté par un
réseau 220 V. Son primaire comporte 218 spires. On branche aux bornes du secondaire un
oscilloscope, comme l'indique la