Etude du fonctionnement d un transformateur monophasé

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1 NOM : prénom : Grille d évaluation Etude du fonctionnement d un transformateur monophasé Les compétences à développer en sciences appliquées. Les compétences évaluées dans ce TP. C02 : Choisir une solution technique Les critères de performance. Barème de notation : 20 pts Le contenu spécifique à ce TP C03 : Analyser une solution technique C04 : Rédiger un document de synthèse Le compte rendu est propre. Sa rédaction est bien orthographiée. 3 pts C06 : Respecter une procédure Préréglage et réglage de l oscilloscope. Mise en œuvre de la méthode de détermination des enroulements. 3 pts C07 : Argumenter sur la solution technique retenue C10 : Réaliser les représentations graphiques nécessaires C17 : Mettre en oeuvre des moyens de mesurage C18 : Interpréter des indications, des résultats de mesures et d essais C19 : Identifier les paramètres de réglage C20 : Régler les paramètres C24 : Suivre la réalisation C33 : Animer une réunion Comparer les solutions permettant de déterminer les entrées-sorties. Les chronogrammes sont réalisée avec soin. Les caractéristiques sont bien tracées. Les appareils et les calibres sont adaptés aux grandeurs mesurées. Les sondes sont bien calibrées. L oscilloscope est bien réglé. Les courants sont bien évalués. La valeur de I1max et le rapport I1max /I1n sont évalués. Le rapport de transformation est bien évalué. Les valeurs exacte et approchée de I2 sont comparer. La chute de tension est bien évaluée. La valeur de I2 donnant le rendement max est correcte. La relation I1 = m x I2 est vérifiée. 2 pt 2 pts 3 pts 7 pts Zone réservée aux remarques émises par le professeur au cours de la séance de TP : page n 1/7

2 La plaque signalétique du transformateur porte les inscriptions : U1n = 220 v U2n = 110 v Sn = 800 va Evaluer la valeur efficace de l intensité du courant nominal primaire I1n : Calculer la valeur approchée de l intensité du courant nominal secondaire I2n ap : La convention d étude est rappelée ci-dessous. Rappel : Sn = U1n I1n = U2n I2n ap 1- Etude préalable 11) Détermination des entrées des bobines primaire et secondaire. a) La première méthode : On crée par l intermédiaire d une alimentation continue et d un interrupteur monté au primaire une variation du courant primaire positive ( Il entre par l entrée de la bobine primaire ). Un voltmètre polarisé monté sur le secondaire permet de préciser alors la borne d entrée de la bobine secondaire. En effet, une variation positive de i1 entraîne une variation positive du champ magnétique. Or la loi de LENZ impose e = N2 ( dφ ) 2. Donc la f.e.m e2 est négative. dt Si la déviation du voltmètre est positive, l entrée de la bobine secondaire est reliée à la borne positive du voltmètre. Si la déviation du voltmètre est négative, l entrée de la bobine secondaire est reliée à la borne négative du voltmètre. Mettre en œuvre la méthode et effectuer le repérage de la plaque à bornes du transformateur : page n 2/7

3 b) La deuxième méthode : Le primaire du transformateur est alimenté normalement. On relève à l aide de sondes isolées les chronogrammes des tensions primaires et secondaires sur un oscilloscope. Mettre en œuvre la méthode pour vérifier les résultats précédents : Conclusion : page n 3/7

4 12) Etude de l appel de courant primaire à la mise sous tension. Réaliser le montage : L image de l intensité i1(t) sera prélevée à l aide d une sonde et mémoriser à l aide d un oscilloscope numérique. Relever le régime transitoire suivi par le courant à la mise sous tension : Il sera nécessaire d effectuer plusieurs essais pour obtenir le maximum possible d intensité. Evaluer la valeur crête maximale I1 tmax et calculer le rapport I1 tmax /I1n : Quelle contrainte ce régime transitoire impose-t-il aux protections contre les surintensités disposées en amont? 13) Etude de la forme de l intensité du courant primaire absorbée à vide. Le montage est le même que précédemment. Effectuer le relevé du chronogramme de i1(t) en régime permanent : page n 4/7

5 De quel type d ampèremètre avez-vous besoin pour obtenir la valeur efficace de cette intensité? 2- Etude du comportement en charge Le secondaire du transformateur alimente une charge résistive réglable ( rhéostat réglable de 4 kw ). 21) L essai. Etude de la forme de l intensité du courant primaire absorbée à vide. Effectuer le relevé du chronogramme de i1(t) au régime nominal ( pour I2 = I2n ). Comparer ce chronogramme et celui relevé lors du fonctionnement à vide. Faire varier la charge ( I2 ) pour remplir le tableau. Notez la valeur efficace de la tension primaire U1 =.. page n 5/7

6 I2 en A 0 I1 en A I1n U2 en v P1 en w P2 en w 22) Exploitation du fonctionnement à vide. Il est caractérisé par la valeur de U1, celle de U2 = U2v lorsque I2 = 0. A partir des relevés précédents, évaluer le rapport de transformation m : m = U2v / U1n Sachant que la valeur efficace nominale de l intensité du courant secondaire est définie par le rapport I2 n= U Sn 2v Comparer les valeurs: exacte I2n et approchée I2n ap de l intensité nominale du courant secondaire. 23) Exploitation du fonctionnement à charge variable. La caractéristique en charge U2 = f(i2) : Evaluer la chute de tension au régime nominal ( I2 = I2n ) : U2 = U2v U2 page n 6/7

7 Calculer la chute de tension relative correspondante : 100 U U 2v 2 La courbe η = f(i2) ( le rendement ) Notez la valeur de l intensité secondaire pour laquelle le rendement est maximal : La courbe I1 = f(i2) : A partir de quelle valeur de I1 la relation : I1=m I2 est elle vraie? page n 7/7

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