Mesure des résistances de bobinage : méthode voltampèremétrique

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1 rmateur calcul du rendement - calculer le rendement d'un rmateur industriel par la méthode des pertes séparées ; Préparation 1. Caractéristiques du rmateur Sur le tranformateur, relever les caractéristiques suivantes : tension nominale au primaire U 1n = tension nominale au secondaire U 2n = puissance apparente S n = 2. Courant nominaux En supposant S 1 = S 2 = S n, déterminer les courants nominaux au primaire et au secondaire, I 1n et I 2n. 3. Choix de la résistance de charge I 1n = I 2n = Le rendement se calcul en effectuant les mesures à tensions et courants nominaux. Il faut choisir la résistance de charge R de telle sorte que le rmateur fonctionne à puissance nominale. Quelle doit être la valeur de la résistance de charge R branchée sur l enroulement secondaire pour obtenir le courant nominal I 2n? 4. Branchement de la charge R = = _ On dispose de 2 rhéostats 0-10 Ω supportant un courant d intensité 5,7. Proposer un montage combinant ces deux rhéostats en indiquant la valeur qu ils doivent avoir. Compléter le schéma : I 1n aleur sur laquelle il faut régler les rhéostats : U 2 Primaire Secondaire Mesure des résistances de bobinage : méthode voltampèremétrique Pour vérifier les hypothèses simplificatrices de la méthode des pertes séparées, il sera nécessaire de connaître la valeur des résistances des enroulements du rmateur. Pour les mesurer avec précision on utilise la méthode volt-ampèremétrique. Matériel : - 1 rmateur - 3 multimètres - 1 multimètre - 1 rmateur - 2 rhéostats 10 Ω 5,7-1 et pour la méthode - 1 wattmètre voltampèremétrique : - 1 alimentation continu 4 à 5 Claude Divoux, janvier 2000 page 1/5

2 rmateur calcul du rendement - calculer le rendement d'un rmateur industriel par la méthode des pertes séparées ; Schéma équivalent d une bobine réelle Schéma équivalent de la même bobine mais en régime continu i r u r i u b r L u L u b = u r u L avec u L = L. di dt si i = I est continu, alors di dt = 0 et u L = 0 Finalement : en régime continu, u b = u r = r.i u r 2. Mesure des résistances d enroulements Choisir correctement le calibre de l ampèremètre Réaliser le montage ci-dessous. alimentation continue 0-30 ; 5 Régler l alimentation pour travailler à courant nominal. Relever U 1 et I 1. En déduire la résistance de l enroulement primaire r 1. U 1 = I 1 = r 1 = Répéter l opération pour le secondaire du rmateur. I 1 U 1 primaire I 2 alimentation continue 0-30 ; 5 U 2 secondaire Régler l alimentation pour travailler à courant nominal ou à défaut au courant maximum que peut fournir la source de tension. Relever U 2 et I 2. En déduire la résistance de l enroulement primaire r 2. U 2 = I 2 = r 2 = Commentaire : la résistance d un fil de cuivre varie avec la température. Pour avoir la valeur la plus précise possible, il faut la mesurer à chaud en faisant passer dans le fil le courrant nominal et lorsque l enroulement a pris sa température de fonctionnement. Claude Divoux, janvier 2000 page 2/5

3 rmateur - calculer le rendement d'un rmateur industriel par la méthode des pertes séparées ; Sécurité électrique Il est absolument obligatoire d utiliser uniquement les fils de sécurité. chaque nouveau montage, le faire vérifier par le professeur. fin d isoler galvaniquement le montage du réseau, il faut placer entre les deux un rmateur (m=1) de puissance adaptée au montage. Ne pas inverser le primaire et le secondaire du rmateur. Montage préliminaire 1. Relier l au rmateur selon le montage ci-dessous secteur Hz rmateur m= Hz 2. érifier que l interrupteur et le potentiomètre de l sont sur la position Ne brancher pas encore le montage sur le réseau. Essai à vide : mesure des pertes dans le fer Cet essai se réalise à tension nominale. Etant donné que le rmateur fonctionne à vide, le courant sera faible. 1. Réaliser le montage ci-dessous P 10 i 10 i 2 =0 u 1 u érifier et régler les appareils de mesures sur les bons calibres. 3. Faire vérifier le montage 4. Brancher le montage sur le réseau, allumer l, et monter la tension jusqu à U 1n. 5. Si nécessaire, baisser la tension, adapter le calibre du wattmètre puis remonter la tension. 6. Relever les grandeurs : U 1n = U 20 = I 10 = P 10 = 7. Baisser la tension et éteindre l Claude Divoux, janvier 2000 page 3/5

4 rmateur - calculer le rendement d'un rmateur industriel par la méthode des pertes séparées ; 8. En déduire le rapport de rmation : m = 9. Rappeler l expression des pertes par effet joule à vide, et vérifier qu elles sont négligeables. p j0 = 10. Comparer P 10 et p j0. Que peut-on en déduire? 11. En déduire les pertes dans le fer. p fer = 12. Pourquoi les pertes dans le fer sont approximativement les mêmes à vide qu en charge? Essai en court circuit : mesure des pertes par effet joule Pour l essai en court-circuit, il faut travailler à courant nominal et donc à tension très réduite (quelques volts). 1. érifier que l est éteind et surtout qu il soit sur Réaliser le montage ci-dessous P 1cc i 1cc i 2cc u 1cc u 2cc 3. érifier et régler les appareils de mesures sur les bons calibres. 4. Faire vérifier le montage 5. Brancher le montage sur le réseau, allumer l, et monter très lentement la tension tout en surveillant le courant I 1. Dés que vous avez atteind I 1n, ne plus augmenter la tension. 6. Si nécessaire, baisser la tension, adapter le calibre du wattmètre puis remonter la tension. 7. Relever les grandeurs : I 1cc = I 2cc = P 1cc = P 10 = 8. Baisser la tension et éteindre l Claude Divoux, janvier 2000 page 4/5

5 rmateur - calculer le rendement d'un rmateur industriel par la méthode des pertes séparées ; 9. Rappeler l expression des pertes par effet joule et calculer leur valeur. p j = 10. Comparer P 1cc et p j. Que peut-on en déduire? Essai en charge : calcul du rendement 1. Réaliser le montage ci-dessous P 1cc i 1n i 2n u 1n u 2n R Remarque : la charge R sur le schéma sera en fait celle dimensionnée en début de TP. 2. érifier et régler les appareils de mesures sur les bons calibres. 3. Faire vérifier le montage 4. Brancher le montage sur le réseau, allumer l, et monter la tension tout en surveillant le courant I 1. Si vous avez bien dimenssioné la charge, le courant sera nominal lorsque la tension sera nominale. Si ce n est pas le cas, il faut revoir le calcul de la charge. 5. Si nécessaire, baisser la tension, adapter le calibre du wattmètre puis remonter la tension. 6. Relever la puissance au primaire : P 1 = 7. Baisser la tension et éteindre l 8. Calculer le rendement η = Claude Divoux, janvier 2000 page 5/5

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