exexrcices transformateur - Exercices corriges

EXERCICES SUR LE TRANSFORMATEUR
EXERCICE N° 1 :
La puissance apparente d'un transformateur parfait en charge est de 3 k
VA ; - a - Quelle est la puissance active fournie par le secondaire si la charge
est : - purement résistive - inductive avec un facteur de puissance de 0.8 - b - Les mesures de l'intensité fournie par le secondaire et de la tension
aux bornes de l'enroulement du primaire ont donné : I2 = 27.3 A et U1 = 220
V avec une charge résistive : - 1 - Quel est le rapport de transformation ? - 2 - Quelle serait l'intensité du courant débité par le secondaire
si la charge était inductive (cos ( = 0.8) et si la tension du primaire
était de 210 V avec P2 = 2.4 kW.
EXERCICE N° 2 :
Un transformateur parfait, branché sur le réseau 15 kV-50 Hz, fournit au
secondaire une tension U2 = 220 V. Son circuit magnétique a une section
utile s = 0.02 m2 ; la valeur maximale du champ magnétique dans le fer est
Bmax = 1 T. - a - Quels sont les nombres de spires des deux enroulements. - b - Quelle est la valeur efficace de l'intensité du courant traversant le
primaire lorsque le secondaire débite un courant d'intensité efficace de
200 A. - c - Le débit précédent se faisant sur charge inductive, avec un cos de
0.93, quelles sont les différentes puissances au primaire et au
secondaire ? EXERCICE N° 3 :
Un transformateur 5000 V / 220 V a une puissance nominale S de 60 kVA. Un
essai à vide sous tension primaire nominale a donné P10 = 600 W et un essai
en court-circuit une puissance P1cc = 120 W pour un courant au secondaire
de 100 A. Calculer : - a - L'intensité nominale du courant dans le secondaire. - b - Les pertes dans le cuivre pour ce courant, pour un courant de 200 A,
en admettant qu'elles sont proportionnelles au carré du courant. - c - Le rendement de ce transformateur pour ces trois courants avec un cos
(2 = 1 puis égal à 0.8 si la tension au secondaire reste égale à 220 V.
EXERCICE N° 4 :
Un transformateur monophasé industriel 380 V / 24 V - 50 Hz de 1 kVA
alimente une charge résistive : - a - Quelle est l'intensité nominale du courant au secondaire ? - b - Quelle est la tension à vide au secondaire sachant que la chute de
tension relative est de 6 %. - c - Calculer le rapport de transformation.
EXERCICE N° 5 :
On veut déterminer le rendement d'un transformateur monophasé par la
méthode des pertes séparées. Pour cela, trois essais sont réalisés : Essai à vide : U10 = 220 V - U20 = 125 V - I10 = 0.5 A -
P10 = 75 W
Essai en court-circuit : U1cc = 20 V - I2cc = 10 A - P1cc = 110 W
Essai sur charge résistive : U1n = 220 V - U2 = 120 V - I2 = 10 A
- a - Calculer le rapport de transformation. - b - Quel est le facteur de puissance à vide ? - c - Déterminer les pertes dans le fer et dans le cuivre au fonctionnement
nominal. - d - Calculer le rendement du transformateur pour ce fonctionnement
nominal.
EXERCICE N° 6 :
Un transformateur parfait abaisse une tension sinusoïdale de valeur
efficace U1 = 380 V - 50 Hz en une tension sinusoïdale de valeur efficace
U2 = 220 V. Il alimente un moteur fournissant une puissance utile P = 1500
W avec un rendement de 80 %, le facteur de puissance étant de 0.75,
calculer : - a - L'intensité du courant traversant le moteur. - b - L'intensité du courant au primaire. - c - La capacité du condensateur à placer en parallèle avec le moteur pour
relever le facteur de puissance à 0.9. - d - La nouvelle valeur de l'intensité du courant au primaire. - e - Quel est l'intérêt du rajout de ce condensateur ?
EXERCICE N° 7
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 ?
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 (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.
EXERCICE N° 8 Le transformateur est monophasé 230V / 30V. Sa puissance apparente nominale
est S = 8,0 KVA.
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 I1 au primaire et I2 au secondaire.
Calculer le rapport de transformation m. 2 On veut mesurer la puissance active absorbée P1 et déterminer le facteur
de puissance cos (1 au primaire. Placer les appareils de mesure nécessaires
sur un schéma de montage. 3 Le wattmètre indique P1 = 7,0 kW quand le transformateur absorbe son
courant nominal. Calculer le facteur de puissance cos (1 et la puissance
réactive nominale Q1 au primaire. 4 On a mesuré les pertes du transformateur en régime nominal :
Pertes " cuivre " par effet Joule : Pc = 160 W
Pertes " fer " ou magnétiques : Pf = 140 W
Calculer la puissance active P2 au secondaire, puis le rendement ( du
transformateur en régime nominal.
EXERCICE N° 9
Le primaire d'un transformateur monophasé est branché entre la phase 1 et
le neutre d'un réseau triphasé équilibré {U = 400V ; f = 50 Hz}.
1 Sur un oscilloscope branché au secondaire du transformateur on relève
l'oscillogramme ci-dessous; dessiner sur votre copie le schéma du
transformateur et le branchement de l'oscilloscope. 2 Déterminer la valeur maximale, la valeur efficace, la valeur moyenne, la
période et la fréquence de la tension secondaire u2. 3 Quel type de voltmètre doit-on utiliser pour mesurer la valeur efficace
U2 de la tension secondaire u2 ? 4 Calculer le rapport de transformation du transformateur.
[pic]
Calibre : 20V / division
Base de temps : 4 ms / division