Chapitre 9 : Transformateur monophasé.

Le transformateur permet d’adapter selon les besoins 1 tension sinusoïdale en l’élevant ou

en l’abaissant sans en modifier la fréquence.

Principe :

1 transformateur est composé de 2 bobines tel que le flux magnétique de l’un traverse l’autre.

Le primaire est l’enroulement relié à la

source de tension. Il contient N1 spires. C’est un

récepteur.

Le secondaire est relié au circuit

d’utilisation, il possède N2 spires. Il se comporte

comme un générateur.

Etude du transformateur parfait :

Définition :

1 transformateur parfait possède les caractéristiques suivantes :

Ses bobines ont des résistances négligeables

Le flux magnétique est le même tout au long du circuit φ1 = φ2

Aucune perte de puissance

Relation entre les tensions :

Montage Observations

u1 : tension au primaire u2 : tension au secondaire

La tension recueillie au 2ndaire est sinusoïdale et de même période que la tension primaire, en opposition de phase avec celle-ci.

N1 N2 N2/N1 U1 U2 U2/U1

500 1000 2 6.4 12.3 ≈2

500 500 1 6.4 6.1 ≈1

= rapport de transformation (c’est 1 caractéristique de transformation)

Rq : Si N2 > N1, U2 > U1 : transformateur est un élévateur

Si N2 < N1, U2 < U1 : transformateur est un abaisseur

Si N2 = N1, U2 = U1 : transformateur est un séparateur

Relation entre les intensités :

Puissances :

Puissances actives =

Puissances réactives =

Puissances apparentes =

Les ≠ régimes de fonctionnement :

A vide : I2 = 0, le secondaire ne débite pas de courant.

En charge : le transformateur débite un courant I2 dans un récepteur de cosφ donné (=facteur de

puissance)

Utilisation :

Le transformateur d’isolement :

Sans transformateur d’isolement Avec transformateur d’isolement

On ne peut pas visualiser Ur (Ur = 0)

m = 1

Le transformateur d’isolement branché à la sortie du GBF ne change pas la valeur des tensions (m=1)

mais permet de ne pas avoir de masse fixée dans le circuit secondaire (masse flottante)

Transport de l’électricité :

Alors que les industries utilisent la moyenne tension et les particuliers les basses tensions (220,380V),

le transport de l’électricité depuis les lieux de production s’effectue sous très haute tension pour

limiter les pertes en ligne dues à l’effet joule. La ligne de résistance r traversée par un courant

d’intensité I absorbe une puissance rI² qui est perdue.

Comme on ne peut réduire la résistance des conducteurs de la ligne sans augmenter la section s de

ceux-ci et par conséquent la masse de cuivre, il est nécessaire de diminuer l’intensité du courant la

traversant et puisque d’augmenter la tension de transport jusqu’à 400 kV pour les grandes

distances.

Les transformateurs permettent d’adapter les valeurs de tension nécessaires avec un excellent

rendement. A tous les niveaux, il s’agit de transformateurs triphasés que l’on peut assimiler à trois

transformateurs monophasés.