Tension Induite dans un Transformateur Monophasé
Contexte : Le transformateur, pilier du transport de l'électricité.
Le transformateurMachine électrique statique qui transfère l'énergie électrique d'un circuit à un autre par induction électromagnétique, généralement en changeant le niveau de tension. est une machine électrique statique qui joue un rôle essentiel dans les réseaux électriques. Il permet de modifier les niveaux de tension et de courant entre le point de production de l'énergie (centrales) et le point de consommation (nos foyers), minimisant ainsi les pertes en ligne. Sa conception repose sur les principes fondamentaux de l'électromagnétisme. Cet exercice vous guidera à travers les calculs de base pour déterminer la tension induite dans un transformateur monophasé, dit "parfait".
Remarque Pédagogique : Cet exercice est une application directe de la loi de FaradayLoi fondamentale de l'électromagnétisme qui prédit comment un champ magnétique variable dans le temps induit une force électromotrice (tension) dans un circuit. et de la relation de Boucherot. Nous allons utiliser les caractéristiques géométriques et magnétiques du transformateur pour calculer la tension à son secondaire. C'est une démarche fondamentale pour tout électrotechnicien afin de comprendre comment dimensionner un transformateur pour une application donnée.
Objectifs Pédagogiques
- Calculer le flux magnétique maximal dans le circuit magnétique.
- Appliquer la formule de Boucherot pour déterminer la force électromotrice (f.é.m.) induite.
- Calculer le rapport de transformation d'un transformateur.
- Déterminer le courant secondaire et la puissance apparente en charge.
- Se familiariser avec les unités et les ordres de grandeur en électrotechnique (V, A, Hz, T, Wb, VA).
Données de l'étude
Schéma d'un Transformateur Monophasé
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Tension d'alimentation (primaire) | \(V_1\) | 230 | \(\text{V}\) |
| Fréquence du réseau | \(f\) | 50 | \(\text{Hz}\) |
| Nombre de spires au primaire | \(N_1\) | 500 | - |
| Nombre de spires au secondaire | \(N_2\) | 50 | - |
| Section du circuit magnétique | \(S\) | 25 | \(\text{cm}^2\) |
| Champ magnétique maximal | \(B_{\text{max}}\) | 1.2 | \(\text{T}\) |
Questions à traiter
- Calculer la valeur maximale du flux magnétique \(\Phi_{\text{max}}\) dans le circuit.
- En utilisant la formule de Boucherot, calculer la tension induite \(V_2\) aux bornes du secondaire (à vide).
- Déterminer le rapport de transformation \(m\).
- On branche une charge de \(10 \, \Omega\) au secondaire. Calculer le courant \(I_2\) et la puissance apparente \(S\) fournie.
Les bases de l'Électromagnétisme
Avant de plonger dans la correction, revoyons quelques concepts clés du transformateur.
1. Le Flux Magnétique :
Le flux magnétiqueGrandeur représentant la quantité de champ magnétique qui traverse une surface donnée. Son unité est le Weber (Wb)., noté \(\Phi\), représente la quantité de "champ magnétique" qui traverse une surface. Il est le produit du champ magnétique \(B\) par la surface \(S\) qu'il traverse perpendiculairement. Pour un transformateur, c'est le flux qui "transporte" l'énergie du primaire au secondaire.
\[ \Phi = B \cdot S \]
Son unité est le Weber (Wb).
2. La Loi de Faraday :
Cette loi stipule que la variation du flux magnétique à travers une bobine de \(N\) spires induit une tension (force électromotrice, f.é.m.) à ses bornes. C'est le principe de fonctionnement de tous les générateurs et transformateurs.
\[ e = -N \frac{d\Phi}{dt} \]
3. La Formule de Boucherot :
Pour une tension d'alimentation sinusoïdale, la loi de Faraday peut être simplifiée. La formule de BoucherotRelation fondamentale pour les transformateurs en régime sinusoïdal, liant la tension efficace (E), le nombre de spires (N), la fréquence (f) et le flux maximal (Φmax). donne la valeur efficace de la tension induite \(E\) en fonction de la fréquence \(f\), du nombre de spires \(N\) et de la valeur maximale du flux \(\Phi_{\text{max}}\).
\[ E \approx 4.44 \cdot N \cdot f \cdot \Phi_{\text{max}} \]
Le facteur 4.44 vient de \(2\pi/\sqrt{2}\). C'est la formule fondamentale pour dimensionner les enroulements d'un transformateur.
Correction : Tension Induite dans un Transformateur Monophasé
Question 1 : Calculer le flux magnétique maximal (\(\Phi_{\text{max}}\))
Principe (le concept physique)
Le circuit magnétique, fait d'un matériau ferromagnétique, canalise les lignes de champ magnétique. Le flux magnétique est la quantité totale de ces lignes traversant la section du noyau. Sa valeur maximale est atteinte lorsque le champ magnétique \(B\) est lui-même maximal (\(B_{\text{max}}\)). Cette valeur est limitée par la saturation du matériau magnétique, au-delà de laquelle le matériau ne peut plus "absorber" de champ supplémentaire efficacement.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La relation \(\Phi = B \cdot S\) suppose que le champ \(B\) est uniforme sur toute la section \(S\) et perpendiculaire à celle-ci, ce qui est une excellente approximation dans le noyau d'un transformateur. Le choix de \(B_{\text{max}}\) est un compromis de conception : une valeur élevée permet de réduire la taille du noyau (et donc le coût), mais augmente les pertes fer et le risque de saturation.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Imaginez le flux comme le débit d'eau dans un tuyau. Le champ \(B\) serait la vitesse de l'eau et la section \(S\) serait la surface du tuyau. Pour avoir un plus grand débit (\(\Phi\)), on peut soit augmenter la vitesse de l'eau (\(B\)), soit utiliser un plus gros tuyau (\(S\)).
Normes (la référence réglementaire)
Les normes internationales comme la CEI 60076 définissent les caractéristiques et les essais pour les transformateurs de puissance. Elles spécifient les types de matériaux magnétiques (tôles à grains orientés, etc.) et leurs limites de fonctionnement, notamment les valeurs typiques de \(B_{\text{max}}\) (souvent entre 1.5 T et 1.8 T pour les grands transformateurs).
Formule(s) (l'outil mathématique)
La formule pour le flux magnétique maximal est :
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que le champ magnétique est uniforme sur toute la section du noyau.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Champ magnétique maximal, \(B_{\text{max}} = 1.2 \, \text{T}\)
- Section du circuit, \(S = 25 \, \text{cm}^2\)
Astuces(Pour aller plus vite)
L'erreur la plus commune est l'unité de la section ! Les formules standards utilisent les unités du Système International (SI). Le Tesla (T) est une unité SI. Il faut donc impérativement convertir la section en mètres carrés (m²). Rappel : 1 m² = 10 000 cm².
Schéma (Avant les calculs)
Section du Noyau Magnétique
Calcul(s) (l'application numérique)
1. Convertir la section S en m² :
2. Calculer le flux maximal en Webers (Wb) :
Schéma (Après les calculs)
Flux Magnétique Calculé
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Une valeur de 0.003 Wb (ou 3 mWb) est une valeur typique pour un petit transformateur. Ce flux, en oscillant à la fréquence du réseau, va induire les tensions dans les enroulements. C'est la grandeur physique qui couple les deux circuits électriques (primaire et secondaire) sans qu'ils soient en contact direct.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne jamais oublier la conversion des cm² en m². Une erreur d'un facteur 10 000 sur la section se répercutera directement sur le calcul du flux, et donc sur tous les calculs de tension qui en découlent. C'est une erreur éliminatoire dans un examen.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Le flux est le produit du champ magnétique et de la section.
- Les unités SI sont le Tesla (T), le mètre carré (m²) et le Weber (Wb).
- La conversion des unités de surface est une étape critique.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Le champ magnétique terrestre est d'environ 50 microteslas (50 x 10⁻⁶ T). Le champ de 1.2 T dans le noyau du transformateur est donc environ 24 000 fois plus intense ! C'est cette concentration extrême des lignes de champ qui rend les transformateurs si efficaces.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si la section du noyau était de 40 cm², quel serait le nouveau flux maximal en Wb ?
Question 2 : Calculer la tension induite secondaire (\(V_2\))
Principe (le concept physique)
La tension induite dans un enroulement est directement proportionnelle au nombre de spires et à la vitesse de variation du flux qui le traverse. La formule de Boucherot est l'application de ce principe au cas d'un flux sinusoïdal. Plus il y a de spires, plus la tension induite est grande pour un même flux. De même, un flux qui varie plus vite (fréquence plus élevée) induit une tension plus grande.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La formule \(E = 4.44 \cdot N \cdot f \cdot \Phi_{\text{max}}\) peut être appliquée à n'importe quel enroulement du transformateur. Pour le primaire, on a \(V_1 \approx E_1 = 4.44 \cdot N_1 \cdot f \cdot \Phi_{\text{max}}\). Pour le secondaire, \(V_2 \approx E_2 = 4.44 \cdot N_2 \cdot f \cdot \Phi_{\text{max}}\). Le flux \(\Phi_{\text{max}}\) et la fréquence \(f\) sont communs aux deux enroulements, ce qui établit un lien direct entre les tensions et les nombres de spires.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Cette formule est le cœur du dimensionnement. Si un client vous demande un transformateur 230V / 24V, et que vous avez choisi un circuit magnétique (qui fixe \(\Phi_{\text{max}}\)), cette formule vous permet de calculer le nombre de spires exact (\(N_1\) et \(N_2\)) à bobiner pour obtenir ces tensions à la fréquence de 50 Hz.
Normes (la référence réglementaire)
Les tensions nominales des réseaux électriques sont standardisées (par ex. 230V/400V en basse tension en Europe). Les transformateurs doivent être conçus pour fournir ces tensions standard avec une certaine tolérance (par ex. ±5%), ce qui impose une grande précision dans le calcul et la réalisation des enroulements.
Formule(s) (l'outil mathématique)
La formule de Boucherot pour la tension efficace au secondaire :
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que le transformateur est parfait, donc la tension aux bornes à vide \(V_2\) est égale à la force électromotrice induite \(E_2\). On néglige les chutes de tension internes.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Nombre de spires au secondaire, \(N_2 = 50\)
- Fréquence, \(f = 50 \, \text{Hz}\)
- Flux magnétique maximal, \(\Phi_{\text{max}} = 0.003 \, \text{Wb}\) (du calcul Q1)
Astuces(Pour aller plus vite)
Le produit \(4.44 \times 50\) revient souvent dans les exercices à 50 Hz. Il vaut 222. La formule devient alors \(V_2 \approx 222 \cdot N_2 \cdot \Phi_{\text{max}}\). C'est un raccourci pratique pour les calculs rapides.
Schéma (Avant les calculs)
Enroulement Secondaire et Flux Variable
Calcul(s) (l'application numérique)
On applique la formule avec les valeurs en unités SI.
Schéma (Après les calculs)
Tension Secondaire Induite
Réflexions (l'interprétation du résultat)
La tension obtenue au secondaire est de 33.3 V. C'est une tension beaucoup plus faible que la tension primaire de 230 V. Ce transformateur est donc un "abaisseur" de tension, ce qui est logique puisque le nombre de spires au secondaire (50) est bien inférieur à celui du primaire (500).
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Assurez-vous d'utiliser le bon nombre de spires dans la formule. Utiliser \(N_1\) à la place de \(N_2\) est une erreur fréquente qui donnerait ici la tension primaire (on peut d'ailleurs vérifier que \(4.44 \times 500 \times 50 \times 0.003 \approx 333V\), ce qui est incohérent avec les 230V de l'énoncé, signe que notre \(B_{\text{max}}\) est un peu sous-estimé ou que le transfo n'est pas parfait, mais l'ordre de grandeur est là).
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- La tension induite est proportionnelle à N, f, et \(\Phi_{\text{max}}\).
- La formule de Boucherot \(E = 4.44 \cdot N \cdot f \cdot \Phi_{\text{max}}\) est fondamentale.
- Le flux et la fréquence sont les mêmes pour les deux enroulements.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Dans les pays comme les États-Unis ou le Japon, la fréquence du réseau est de 60 Hz. Pour une même tension et un même flux, un transformateur 60 Hz nécessite environ 20% de spires en moins qu'un transformateur 50 Hz. Il est donc potentiellement plus petit et moins coûteux en cuivre, mais les pertes fer sont plus élevées.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si on utilisait ce transformateur sur un réseau à 60 Hz, quelle serait la nouvelle tension V2 en Volts ?
Question 3 : Déterminer le rapport de transformation (m)
Principe (le concept physique)
Le rapport de transformationRapport sans dimension entre la tension secondaire et la tension primaire. Pour un transformateur idéal, il est égal au rapport du nombre de spires N2/N1., noté \(m\), est le coefficient par lequel le transformateur multiplie la tension. C'est le rapport entre la tension de sortie (secondaire) et la tension d'entrée (primaire). Pour un transformateur parfait, ce rapport est directement et uniquement déterminé par le rapport du nombre de spires des enroulements.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Puisque \(V_1 \approx 4.44 N_1 f \Phi_{\text{max}}\) et \(V_2 \approx 4.44 N_2 f \Phi_{\text{max}}\), en faisant le rapport \(V_2/V_1\), tous les termes communs (\(4.44, f, \Phi_{\text{max}}\)) s'annulent. Il ne reste que \(m = V_2/V_1 = N_2/N_1\). Si \(m < 1\), le transformateur est abaisseur. Si \(m > 1\), il est élévateur. Si \(m=1\), c'est un transformateur d'isolement.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Le rapport de transformation est la caractéristique la plus fondamentale d'un transformateur. C'est la première chose que l'on regarde sur sa plaque signalétique. Il nous dit instantanément comment il va modifier la tension. Attention, certains définissent le rapport comme \(N_1/N_2\). La définition \(m=N_2/N_1\) est la plus courante car elle est directement le gain en tension.
Normes (la référence réglementaire)
La plaque signalétique d'un transformateur, dont le contenu est normalisé par la CEI 60076, doit obligatoirement indiquer les tensions nominales primaire et secondaire, ce qui permet de calculer immédiatement le rapport de transformation à vide.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Le rapport de transformation \(m\) est défini par :
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose toujours le transformateur comme parfait.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Nombre de spires au primaire, \(N_1 = 500\)
- Nombre de spires au secondaire, \(N_2 = 50\)
- (Optionnel) Tensions : \(V_1 = 230 \, \text{V}\), \(V_2 = 33.3 \, \text{V}\)
Astuces(Pour aller plus vite)
Il est plus précis de calculer le rapport à partir des nombres de spires, qui sont des données fixes et entières, plutôt qu'à partir des tensions, qui peuvent être des valeurs mesurées ou arrondies. Les deux méthodes doivent donner un résultat très proche pour un transformateur parfait.
Schéma (Avant les calculs)
Rapport des Nombres de Spires
Calcul(s) (l'application numérique)
Calcul à partir des nombres de spires :
Vérification à partir des tensions :
On note une différence. Cela vient du fait que la valeur de \(B_{\text{max}}\) (1.2 T) n'est pas exactement celle qui correspond à 230V au primaire. Le calcul basé sur les spires est le rapport théorique exact.
Schéma (Après les calculs)
Rapport de Transformation
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Le rapport de transformation est de 0.1. C'est un nombre sans unité. Il signifie que la tension de sortie sera toujours 1/10ème de la tension d'entrée. C'est un transformateur abaisseur avec un rapport de 10:1. La petite divergence entre le calcul par les spires et celui par les tensions montre les limites de l'hypothèse du transformateur parfait ou l'incohérence des données initiales, un problème fréquent pour un ingénieur.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne pas inverser le rapport ! L'inversion \(N_1/N_2\) donnerait 10, ce qui correspondrait à un transformateur élévateur. Toujours vérifier la cohérence : si \(N_2 < N_1\), alors \(m\) doit être inférieur à 1.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Le rapport de transformation est \(m = V_2/V_1 = N_2/N_1\).
- Si \(m < 1\), le transformateur est abaisseur.
- Si \(m > 1\), il est élévateur.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Les grands transformateurs de puissance sur les lignes à très haute tension ont souvent des "prises" sur leurs enroulements. Cela permet de changer légèrement le nombre de spires (\(N_1\) ou \(N_2\)) en service pour ajuster finement la tension de sortie et réguler la tension du réseau électrique en temps réel.
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Pour obtenir une tension de sortie de 12V, combien de spires faudrait-il au secondaire (N2) ?
Question 4 : Calculer le courant et la puissance en charge
Principe (le concept physique)
Lorsqu'on connecte une charge au secondaire, un courant \(I_2\) circule, régi par la loi d'Ohm (\(I_2 = V_2 / Z_{\text{charge}}\)). Ce courant fournit une puissance à la charge. La puissance apparenteProduit de la tension efficace par le courant efficace dans un circuit AC. Elle est mesurée en Volt-Ampères (VA) et représente la capacité totale de l'équipement. \(S\), produit de la tension et du courant (\(S = V_2 \cdot I_2\)), est une grandeur fondamentale pour le dimensionnement du transformateur. Elle représente la "sollicitation" totale que le transformateur doit supporter.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Pour un transformateur parfait, la puissance apparente est conservée : \(S_1 = S_2\), soit \(V_1 I_1 = V_2 I_2\). Cela implique que le rapport des courants est l'inverse du rapport des tensions : \(I_2/I_1 = V_1/V_2 = 1/m\). Ainsi, un transformateur qui abaisse la tension (\(m<1\)) est un élévateur de courant, et vice-versa. C'est la clé de la réduction des pertes en ligne : en transportant l'électricité à haute tension, on diminue le courant, et donc les pertes par effet Joule (\(P = R \cdot I^2\)).
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Pensez à un système d'engrenages. Un grand engrenage (primaire, \(N_1\)) qui tourne lentement (faible courant \(I_1\)) entraîne un petit engrenage (secondaire, \(N_2\)) qui tourne très vite (fort courant \(I_2\)). La puissance (vitesse x couple) est conservée, tout comme la puissance apparente (tension x courant) dans le transformateur.
Normes (la référence réglementaire)
La puissance apparente nominale, exprimée en Voltampères (VA) ou ses multiples (kVA, MVA), est l'une des informations capitales de la plaque signalétique. Elle indique la puissance maximale que le transformateur peut fournir en continu sans surchauffe. Dépasser cette valeur (surcharge) peut endommager l'isolation et réduire la durée de vie de l'appareil.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Loi d'Ohm pour le courant secondaire et formule de la puissance apparente :
Hypothèses (le cadre du calcul)
On utilise la tension secondaire calculée à la question 2, en supposant qu'elle ne chute pas en charge (transformateur parfait). La charge est purement résistive.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Tension secondaire, \(V_2 = 33.3 \, \text{V}\) (du calcul Q2)
- Résistance de la charge, \(R_{\text{charge}} = 10 \, \Omega\)
Astuces(Pour aller plus vite)
Vérifiez toujours l'ordre de grandeur. Une tension de 33V sur 10\(\Omega\) doit donner un courant de l'ordre de 3A. La puissance sera de l'ordre de \(33 \times 3 \approx 100\) VA. Cela permet de détecter rapidement une erreur de calcul.
Schéma (Avant les calculs)
Circuit Secondaire en Charge
Calcul(s) (l'application numérique)
1. Calculer le courant secondaire \(I_2\) en Ampères (A) :
2. Calculer la puissance apparente \(S\) en Voltampères (VA) :
Schéma (Après les calculs)
Courant et Puissance Fournis
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Le transformateur fournit un courant de 3.33 A et une puissance de 111 VA. Pour choisir ce transformateur dans un catalogue, il faudrait chercher un modèle dont la puissance nominale est supérieure ou égale à cette valeur (par exemple, un modèle standard de 150 VA) pour qu'il puisse fonctionner en continu sans risque.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne pas confondre puissance apparente \(S\) (en VA), puissance active \(P\) (en Watts) et puissance réactive \(Q\) (en VAR). Pour une charge purement résistive comme ici, \(P=S\). Mais pour une charge inductive (moteur) ou capacitive, ce n'est plus le cas, et il faut tenir compte du facteur de puissance.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Le courant de sortie dépend de la tension secondaire et de la charge.
- La puissance apparente \(S = V \cdot I\) dimensionne le transformateur.
- Dans un transformateur parfait, la puissance est conservée (\(S_1=S_2\)).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Les transformateurs sont parmi les machines électriques ayant le meilleur rendement, dépassant souvent 99% pour les grosses unités. Les pertes sont principalement dues à l'effet Joule dans les enroulements (pertes cuivre) et aux phénomènes magnétiques dans le noyau (pertes fer).
FAQ (pour lever les doutes)
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer(pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si la charge était de 5 \(\Omega\), quelle serait la nouvelle puissance apparente S en VA ?
Outil Interactif : Paramètres du Transformateur
Modifiez les paramètres du transformateur pour voir leur influence sur la tension de sortie.
Paramètres d'Entrée
Résultats Clés (pour V1=230V, Bmax=1.2T, S=25cm²)
Le Saviez-Vous ?
C'est la "guerre des courants" à la fin du 19ème siècle, opposant le courant continu (défendu par Thomas Edison) au courant alternatif (promu par Nikola Tesla et George Westinghouse), qui a assuré la suprématie du transformateur. La facilité de modifier les niveaux de tension avec des transformateurs a rendu le courant alternatif bien plus efficace pour le transport de l'électricité sur de longues distances.
Foire Aux Questions (FAQ)
Pourquoi la formule de Boucherot utilise-t-elle 4.44 ?
Ce facteur vient de la nature sinusoïdale de la tension. La f.é.m. est la dérivée du flux (\(e = -N \cdot d\Phi/dt\)). Si le flux est \(\Phi(t) = \Phi_{\text{max}}\sin(\omega t)\), sa dérivée est \(N\omega\Phi_{\text{max}}\cos(\omega t)\). La valeur maximale de la tension est donc \(E_{\text{max}} = N\omega\Phi_{\text{max}}\). Pour obtenir la valeur efficace, on divise par \(\sqrt{2}\) : \(E_{\text{eff}} = N\omega\Phi_{\text{max}}/\sqrt{2}\). En remplaçant \(\omega\) par \(2\pi f\), on obtient \(E_{\text{eff}} = N(2\pi f)\Phi_{\text{max}}/\sqrt{2}\). Le facteur numérique est donc \(2\pi/\sqrt{2} \approx 4.4428\).
Un transformateur peut-il fonctionner à l'envers ?
Oui, parfaitement. Un transformateur est une machine réversible. Si on alimente l'enroulement à 50 spires avec 33.3 V, on retrouvera environ 230 V aux bornes de l'enroulement à 500 spires. L'enroulement basse tension devient le primaire et celui à haute tension devient le secondaire. Le transformateur abaisseur devient un élévateur.
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Si on double le nombre de spires au secondaire (N2), la tension de sortie V2...
2. Pour un même transformateur, si on diminue la fréquence d'alimentation (par ex. 50 Hz -> 40 Hz), le champ magnétique maximal \(B_{\text{max}}\)...
- Flux Magnétique (\(\Phi\))
- Grandeur qui quantifie le champ magnétique traversant une surface. Il est le "messager" qui transfère l'énergie entre les enroulements. Unité : Weber (Wb).
- Force Électromotrice (f.é.m.)
- Tension générée aux bornes d'un circuit par la variation d'un flux magnétique (phénomène d'induction). Unité : Volt (V).
- Rapport de Transformation (m)
- Rapport sans dimension entre la tension secondaire et la tension primaire (\(N_2/N_1\)). Il caractérise la fonction (abaisseur/élévateur) du transformateur.
D’autres exercices de machines électriques:
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