Calcul du Rendement d’un Transformateur
Contexte : L'efficacité énergétique des réseaux électriques.
Le transformateur est un maillon essentiel de la chaîne de transport et de distribution de l'énergie électrique. Son rôle est de modifier les niveaux de tension avec une très grande efficacité. Cependant, une petite fraction de l'énergie est inévitablement perdue sous forme de chaleur. Le rendement, qui mesure le rapport entre la puissance utile en sortie et la puissance absorbée en entrée, est un critère de performance majeur. Un bon rendement est synonyme d'économies d'énergie et de réduction de l'impact environnemental. Cet exercice vous guidera dans le calcul de ce rendement en utilisant la méthode des pertes séparées, une approche universelle en électrotechnique.
Remarque Pédagogique : Nous allons modéliser le transformateur en distinguant deux types de pertes : les pertes constantes (dites "pertes fer") et les pertes variables (dites "pertes cuivre" ou "pertes Joule"). En comprenant comment ces pertes évoluent avec la charge, nous pourrons calculer le rendement à n'importe quel point de fonctionnement et même déterminer le régime de fonctionnement optimal où le rendement est maximal.
Objectifs Pédagogiques
- Distinguer les pertes ferPertes de puissance dans le circuit magnétique du transformateur, dues à l'hystérésis et aux courants de Foucault. Elles sont considérées comme constantes car elles dépendent de la tension et de la fréquence, qui sont fixes. (constantes) des pertes JoulePertes par effet Joule (P=RI²) dans les enroulements en cuivre du transformateur. Elles sont variables car elles dépendent du carré du courant, qui lui-même varie avec la charge. (variables).
- Calculer la puissance des pertes Joule pour un taux de charge donné.
- Calculer le rendement d'un transformateur pour une charge et un facteur de puissance spécifiques.
- Déterminer le taux de charge qui correspond au rendement maximal.
- Calculer la valeur de ce rendement maximal.
Données de l'étude
Schéma de principe du transformateur et des pertes
Modèle 3D interactif du transformateur
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Puissance apparente nominale | \(S_n\) | 50 | \(\text{kVA}\) |
| Tension primaire nominale | \(V_{1n}\) | 20 000 | \(\text{V}\) |
| Tension secondaire à vide | \(V_{20}\) | 400 | \(\text{V}\) |
| Pertes fer (essai à vide) | \(P_{\text{fer}}\) | 200 | \(\text{W}\) |
| Pertes Joule (essai en court-circuit) | \(P_{\text{Jcc}}\) | 600 | \(\text{W}\) |
| Facteur de puissance de la charge | \(\cos(\varphi_2)\) | 0.8 | - |
Questions à traiter
- Calculer les pertes Joule lorsque le transformateur débite 75% de sa puissance nominale.
- Calculer le rendement du transformateur pour ce même point de fonctionnement (charge à 75%, \(\cos(\varphi_2) = 0.8\)).
- Déterminer le taux de charge \(\beta\) pour lequel le rendement est maximal.
- Calculer la valeur de ce rendement maximal.
Les bases du calcul de rendement
Avant de commencer, rappelons quelques formules et concepts clés sur les transformateurs.
1. Le Bilan des Puissances :
Le principe de conservation de l'énergie s'applique : la puissance absorbée au primaire est égale à la somme de la puissance utile fournie au secondaire et de toutes les pertes.
\[ P_{\text{absorbée}} = P_{\text{utile}} + P_{\text{pertes}} \]
Le rendement \(\eta\) (êta) est le rapport entre ce qui est utile et ce qui est absorbé :
\[ \eta = \frac{P_{\text{utile}}}{P_{\text{absorbée}}} = \frac{P_{\text{utile}}}{P_{\text{utile}} + P_{\text{pertes}}} \]
2. Les deux types de pertes :
Les pertes totales sont la somme de deux composantes très différentes :
- Pertes Fer (\(P_{\text{fer}}\)) : Elles ont lieu dans le circuit magnétique. Elles sont dues à la tension d'alimentation et sont donc constantes quelle que soit la charge.
- Pertes Joule (\(P_{\text{Joule}}\)) : Elles ont lieu dans les enroulements (le cuivre). Elles sont dues au courant qui les traverse (\(P=R \cdot I^2\)) et sont donc variables avec la charge. Elles sont proportionnelles au carré du taux de charge \(\beta\). \[ P_{\text{Joule}}(\beta) = \beta^2 \cdot P_{\text{Jcc}} \] où \(\beta = I_2 / I_{2n}\) est le taux de charge.
3. Formule générale du rendement :
La puissance utile (active) au secondaire dépend de la puissance apparente \(S\), du taux de charge \(\beta\) et du facteur de puissance \(\cos(\varphi_2)\) de la charge.
\[ P_{\text{utile}} = \beta \cdot S_n \cdot \cos(\varphi_2) \]
En combinant tout, on obtient la formule complète du rendement :
\[ \eta(\beta) = \frac{\beta \cdot S_n \cdot \cos(\varphi_2)}{\beta \cdot S_n \cdot \cos(\varphi_2) + P_{\text{fer}} + \beta^2 \cdot P_{\text{Jcc}}} \]
Correction : Calcul du Rendement d'un Transformateur
Question 1 : Calculer les pertes Joule à 75% de charge
Principe (le concept physique)
Les pertes par effet Joule sont dues à la résistance des fils de cuivre des enroulements. Selon la loi de Joule (\(P = R \cdot I^2\)), ces pertes dépendent directement du carré du courant qui traverse les enroulements. Si le transformateur alimente une charge plus faible, le courant diminue, et les pertes Joule diminuent encore plus vite (proportionnellement au carré du courant).
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La valeur \(P_{\text{Jcc}}\) est mesurée lors d'un essai en court-circuit. Durant cet essai, on alimente le transformateur sous une tension réduite pour faire circuler le courant nominal (\(I_n\)). La puissance mesurée correspond alors aux pertes Joule à pleine charge. Pour toute autre charge, caractérisée par un taux de charge \(\beta = I/I_n\), les pertes deviennent \(P_J = R \cdot I^2 = R \cdot (\beta \cdot I_n)^2 = \beta^2 \cdot (R \cdot I_n^2) = \beta^2 \cdot P_{\text{Jcc}}\).
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
C'est la relation la plus importante à retenir pour les pertes variables : elles évoluent avec le carré du taux de charge. C'est très différent des pertes fer, qui sont comme un "bruit de fond" énergétique constant dès que le transformateur est sous tension, même à vide.
Normes (la référence réglementaire)
Les méthodes de détermination des pertes des transformateurs sont standardisées au niveau international par la norme CEI 60076-1. Cette norme définit les protocoles pour les essais à vide (pour \(P_{\text{fer}}\)) et en court-circuit (pour \(P_{\text{Jcc}}\)) afin que les résultats soient comparables entre fabricants.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Pertes Joule en fonction du taux de charge \(\beta\):
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que la résistance des enroulements ne varie pas avec la température. En réalité, elle augmente légèrement lorsque le transformateur chauffe, mais cette variation est souvent négligée dans les calculs de base.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Pertes Joule nominales, \(P_{\text{Jcc}} = 600 \, \text{W}\)
- Taux de charge, \(\beta = 75\% = 0.75\)
Astuces(Pour aller plus vite)
N'oubliez pas de convertir les pourcentages en valeur décimale avant de les mettre au carré. Une erreur fréquente est de calculer \(75^2\) au lieu de \(0.75^2\).
Schéma (Avant les calculs)
Évolution des pertes Joule avec la charge
Calcul(s) (l'application numérique)
On applique la formule :
Schéma (Après les calculs)
Valeur des pertes Joule à 75% de charge
Réflexions (l'interprétation du résultat)
À 75% de charge, les pertes Joule ont chuté à 337.5 W, soit un peu plus de la moitié des pertes à pleine charge (600 W). Cela illustre bien la dépendance quadratique : la charge a diminué de 25%, mais les pertes associées ont diminué de près de 44%.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
L'erreur la plus commune est de supposer une relation linéaire, c'est-à-dire de calculer 75% de 600 W. Cela conduirait à une surestimation des pertes et donc à une sous-estimation du rendement. Toujours penser "carré" pour les pertes Joule.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Les pertes Joule (\(P_J\)) sont des pertes variables.
- Elles sont proportionnelles au carré du taux de charge \(\beta\).
- La formule à retenir est : \(P_{\text{Joule}}(\beta) = \beta^2 \cdot P_{\text{Jcc}}\).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Les pertes dans un transformateur sont évacuées sous forme de chaleur. Pour les petits transformateurs, la convection naturelle suffit. Pour les gros transformateurs de puissance, un système de refroidissement complexe est nécessaire, utilisant souvent de l'huile qui circule dans des radiateurs pour dissiper les calories.
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)
Et si le transformateur ne fonctionnait qu'à 50% de sa charge (\(\beta=0.5\)), quelles seraient les pertes Joule en W ?
Question 2 : Calculer le rendement à 75% de charge
Principe (le concept physique)
Le rendement est le ratio de ce qui "sort" (puissance utile) sur ce qui "rentre" (puissance absorbée). Pour le calculer, nous devons d'abord évaluer la puissance utile que le transformateur délivre à la charge, puis la comparer à cette même puissance augmentée de toutes les pertes (fer et Joule) qui se produisent à ce régime de fonctionnement.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Il est crucial de distinguer les différentes puissances en jeu. La puissance apparente \(S = V \cdot I\) (en VA) est la puissance de dimensionnement. La puissance active \(P = V \cdot I \cdot \cos(\varphi)\) (en W) est la puissance qui produit un travail utile. Le rendement se calcule toujours sur les puissances actives, car ce sont elles qui représentent l'énergie réellement consommée ou produite.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Pensez au rendement comme à un péage énergétique. Pour que 30 000 W arrivent à destination (la charge), il faut en envoyer un peu plus au départ (30 537.5 W), car le transformateur prélève sa "commission" (537.5 W) sous forme de chaleur. Le rendement mesure l'efficacité de ce "péage".
Normes (la référence réglementaire)
Les normes internationales, comme la CEI 60076, spécifient non seulement comment mesurer les pertes, mais aussi comment calculer le rendement à partir de ces mesures. Cela garantit que les comparaisons de performance entre différents appareils sont justes et basées sur une méthodologie commune.
Formule(s) (l'outil mathématique)
1. Puissance utile (active) :
2. Pertes totales :
3. Rendement :
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que le facteur de puissance de la charge reste constant à 0.8 pendant le fonctionnement. Dans la réalité, il peut légèrement varier, mais on le considère fixe pour simplifier le calcul.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Puissance apparente nominale, \(S_n = 50 \, \text{kVA} = 50000 \, \text{VA}\)
- Taux de charge, \(\beta = 0.75\)
- Facteur de puissance, \(\cos(\varphi_2) = 0.8\)
- Pertes fer, \(P_{\text{fer}} = 200 \, \text{W}\)
- Pertes Joule à 75% charge, \(P_{\text{Joule}}(0.75) = 337.5 \, \text{W}\) (de Q1)
Astuces(Pour aller plus vite)
Assurez-vous que toutes vos puissances sont dans la même unité (ici, le Watt) avant de les additionner ou de les diviser. La puissance apparente \(S_n\) est souvent donnée en kVA, il faut penser à la convertir en VA (\(1 \, \text{kVA} = 1000 \, \text{VA}\)) pour que le calcul de la puissance utile soit cohérent avec les pertes en W.
Schéma (Avant les calculs)
Bilan des puissances pour le calcul du rendement
Calcul(s) (l'application numérique)
1. Calcul de la puissance utile :
2. Calcul des pertes totales :
3. Calcul du rendement :
Schéma (Après les calculs)
Bilan des puissances chiffré
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Le rendement est de 0.9824, soit 98.24%. C'est une valeur très élevée, typique des transformateurs de puissance qui sont des machines électriques parmi les plus efficaces. Cela signifie que pour 30.5 kW de puissance absorbée, seulement 537.5 W sont perdus en chaleur et 30 kW sont transmis à la charge.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne confondez pas la puissance active (\(P\), en W) avec la puissance apparente (\(S\), en VA). La puissance utile est toujours la puissance active. Oublier le facteur de puissance \(\cos(\varphi_2)\) dans le calcul de \(P_{\text{utile}}\) est une erreur fréquente qui mène à une surestimation du rendement.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Le rendement se calcule avec les puissances actives (en Watts).
- La puissance utile dépend du taux de charge ET du facteur de puissance.
- Les pertes totales sont la somme des pertes fer (constantes) et des pertes Joule (variables).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Les réglementations mondiales sont de plus en plus strictes sur l'efficacité énergétique. L'Union Européenne, par exemple, impose des niveaux de rendement minimum pour les transformateurs mis sur le marché (règlement Ecodesign), poussant les fabricants à innover pour réduire les pertes fer et cuivre.
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)
Quel serait le rendement (en %) si la charge était purement résistive (\(\cos(\varphi_2) = 1\)) mais toujours à 75% de charge ?
Question 3 : Déterminer le taux de charge pour un rendement maximal
Principe (le concept physique)
Le rendement n'est pas constant, il varie avec la charge. À très faible charge, les pertes fer (constantes) dominent et le rendement est faible. À très forte charge, les pertes Joule (qui augmentent en \(\beta^2\)) deviennent prépondérantes et font chuter le rendement. Entre les deux, il existe un point de fonctionnement optimal où le rendement atteint un maximum. La théorie montre que ce maximum est atteint précisément lorsque les pertes variables égalent les pertes constantes.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Mathématiquement, pour trouver le maximum de la fonction \(\eta(\beta)\), on calcule sa dérivée par rapport à \(\beta\) et on cherche la valeur de \(\beta\) qui annule cette dérivée (\(d\eta/d\beta = 0\)). L'application de cette méthode à la formule générale du rendement conduit à la condition très simple et élégante : \(P_{\text{fer}} = \beta^2 \cdot P_{\text{Jcc}}\). C'est le point où les deux courbes de pertes se croisent.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Cette condition d'égalité des pertes est un grand classique de l'électrotechnique, valable pour de nombreuses machines. C'est un excellent exemple de la manière dont un outil mathématique (la recherche d'un extremum) permet de révéler une loi physique simple et intuitive : l'équilibre entre les pertes fixes et les pertes variables.
Normes (la référence réglementaire)
L'optimisation du point de rendement maximal est un critère de conception majeur. Les normes de fabrication n'imposent pas une valeur de \(\beta\) optimale, mais les choix de conception (qualité du circuit magnétique pour \(P_{\text{fer}}\), section du fil pour \(P_{\text{Jcc}}\)) déterminent ce point de fonctionnement idéal.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Condition pour le rendement maximal :
En isolant \(\beta\), on obtient :
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que les valeurs des pertes fer et des pertes Joule nominales mesurées lors des essais sont précises et représentatives du fonctionnement réel du transformateur.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Pertes fer, \(P_{\text{fer}} = 200 \, \text{W}\)
- Pertes Joule nominales, \(P_{\text{Jcc}} = 600 \, \text{W}\)
Astuces(Pour aller plus vite)
Le calcul est simple, mais l'interprétation est clé. Le résultat est un ratio, une valeur sans unité. Pensez à le multiplier par 100 si on vous demande le résultat en pourcentage.
Schéma (Avant les calculs)
Condition de Rendement Maximal
Calcul(s) (l'application numérique)
On applique la formule :
Schéma (Après les calculs)
Point de Rendement Maximal Identifié
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Le rendement maximal est atteint lorsque le transformateur fonctionne à environ 57.7% de sa charge nominale. C'est un résultat très important pour la conception des réseaux. On choisit un transformateur de sorte que son point de rendement maximal soit proche de sa charge moyenne d'utilisation, afin de minimiser les pertes d'énergie sur le long terme.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne pas inverser \(P_{\text{fer}}\) et \(P_{\text{Jcc}}\) dans la fraction sous la racine. Le rapport doit être inférieur à 1 pour la plupart des transformateurs (car \(P_{\text{Jcc}}\) est souvent supérieur à \(P_{\text{fer}}\)), ce qui donne un \(\beta\) optimal inférieur à 100%.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Le rendement maximal n'est généralement pas à pleine charge.
- Il est atteint lorsque les pertes variables égalent les pertes constantes : \(P_{\text{Joule}} = P_{\text{fer}}\).
- Le taux de charge optimal se calcule par : \(\beta_{\eta\text{max}} = \sqrt{P_{\text{fer}} / P_{\text{Jcc}}}\).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Les gestionnaires de réseaux électriques utilisent des logiciels complexes pour prévoir la consommation. Ils peuvent ainsi choisir d'activer des transformateurs de puissances différentes en fonction de l'heure de la journée pour s'assurer que les unités en service fonctionnent le plus près possible de leur rendement maximal.
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 un autre transformateur avait \(P_{\text{fer}} = 300\) W et \(P_{\text{Jcc}} = 300\) W, quel serait son taux de charge optimal \(\beta\) (en %) ?
Question 4 : Calculer la valeur du rendement maximal
Principe (le concept physique)
Maintenant que nous connaissons le taux de charge optimal (\(\beta_{\eta\text{max}}\)), il suffit d'appliquer la formule générale du rendement en utilisant cette valeur spécifique de \(\beta\). Au point de rendement maximal, les pertes Joule sont égales aux pertes fer, ce qui simplifie légèrement le calcul des pertes totales.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La courbe de rendement en fonction du taux de charge a une forme de "cloche" aplatie. Le calcul du rendement maximal consiste à trouver le sommet de cette courbe. Le fait que les pertes s'équilibrent à ce point précis est une propriété fondamentale qui simplifie grandement la recherche de la performance optimale d'une machine électrique.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Même une petite amélioration du rendement, de 98.24% à 98.30%, peut sembler négligeable. Mais pour un transformateur de 50 kVA fonctionnant 24/7, cette différence représente des centaines de kWh économisés par an. À l'échelle d'un pays, l'optimisation des rendements est un enjeu énergétique majeur.
Normes (la référence réglementaire)
Les normes d'efficacité énergétique (comme la norme européenne EN 50588-1) classent les transformateurs en fonction de leurs niveaux de pertes. Un transformateur de classe "AA0" aura des pertes fer et cuivre très faibles, garantissant un rendement maximal très élevé, mais son coût d'achat sera également plus important.
Formule(s) (l'outil mathématique)
On utilise la formule générale avec \(\beta = \beta_{\eta\text{max}}\) :
Sachant qu'à ce point, \(P_{\text{Joule}}(\beta_{\eta\text{max}}) = P_{\text{fer}}\), on peut simplifier le dénominateur :
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que la charge alimentée peut effectivement fonctionner au taux de charge optimal de 57.7% tout en conservant un facteur de puissance de 0.8.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
- Taux de charge optimal, \(\beta_{\eta\text{max}} \approx 0.577\) (de Q3)
- Puissance apparente nominale, \(S_n = 50000 \, \text{VA}\)
- Facteur de puissance, \(\cos(\varphi_2) = 0.8\) (on garde la même charge)
- Pertes fer, \(P_{\text{fer}} = 200 \, \text{W}\)
Astuces(Pour aller plus vite)
Puisque \(P_{\text{Joule}} = P_{\text{fer}}\) au rendement maximal, les pertes totales sont simplement \(2 \cdot P_{\text{fer}}\). C'est un raccourci pratique pour éviter de recalculer \(\beta^2 \cdot P_{\text{Jcc}}\) (même si on trouverait bien sûr 200 W).
Schéma (Avant les calculs)
Recherche du sommet de la courbe de rendement
Calcul(s) (l'application numérique)
1. Calcul de la puissance utile au point optimal :
2. Calcul des pertes totales au point optimal :
3. Calcul du rendement maximal :
Schéma (Après les calculs)
Valeur du rendement maximal
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Le rendement maximal est de 98.30%. C'est légèrement supérieur au rendement calculé à 75% de charge (98.24%), ce qui est cohérent. La différence est faible car la courbe de rendement est assez "plate" autour de son maximum, ce qui est une bonne caractéristique pour un transformateur qui ne fonctionne pas toujours à son régime optimal.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Le rendement maximal dépend-il du facteur de puissance ? Oui ! Si vous refaites le calcul avec \(\cos(\varphi_2) = 1\), vous trouverez un rendement maximal encore plus élevé. Le rendement maximal n'est pas une valeur unique, il dépend des conditions de la charge (son \(\cos(\varphi)\)). Cependant, le taux de charge \(\beta\) pour l'atteindre, lui, n'en dépend pas.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- Pour calculer \(\eta_{\text{max}}\), on utilise le \(\beta_{\text{opt}}\) trouvé précédemment.
- Au point optimal, les pertes totales valent \(2 \cdot P_{\text{fer}}\).
- Le rendement maximal est la meilleure performance possible du transformateur pour un \(\cos(\varphi)\) donné.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Les petits transformateurs que l'on trouve dans les chargeurs de téléphone ou d'ordinateur portable ont des rendements beaucoup plus faibles, souvent entre 70% et 90%. Leur conception privilégie le coût et la compacité plutôt que l'efficacité énergétique maximale, car la puissance en jeu est bien plus faible.
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)
Quel serait ce rendement maximal (en %) si le facteur de puissance était de 1 ?
Outil Interactif : Courbe de Rendement
Modifiez le facteur de puissance de la charge pour voir son influence sur la courbe de rendement du transformateur.
Paramètres d'Entrée
Résultats au point de fonctionnement
Le Saviez-Vous ?
Pour améliorer encore le rendement, les constructeurs développent des transformateurs à "noyau amorphe". Au lieu d'un acier cristallin classique, le circuit magnétique est fait d'un alliage métallique amorphe (vitreux). Cette structure désordonnée réduit considérablement les pertes par hystérésis, une composante majeure des pertes fer. Ces transformateurs peuvent avoir des pertes à vide 60 à 70% plus faibles que les modèles standards !
Foire Aux Questions (FAQ)
Pourquoi les pertes fer sont-elles constantes ?
Les pertes fer (hystérésis et courants de Foucault) dépendent principalement de l'amplitude et de la fréquence du champ magnétique dans le noyau. Comme le transformateur est connecté à un réseau dont la tension et la fréquence sont fixes (ex: 230V, 50Hz), le champ magnétique reste pratiquement constant, que le transformateur soit à vide ou en pleine charge. Les pertes qui en résultent sont donc constantes.
Pourquoi le rendement maximal est-il important ?
Un transformateur de distribution passe la majeure partie de sa vie à fonctionner à une charge partielle (par exemple, la nuit, la consommation est faible). En concevant le transformateur pour que son rendement soit maximal à sa charge moyenne habituelle (souvent entre 40% et 60%), on minimise les pertes d'énergie totales sur sa durée de vie de plusieurs décennies, ce qui représente des économies financières et écologiques considérables.
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Si le taux de charge d'un transformateur est divisé par deux (de 100% à 50%), ses pertes Joule sont...
2. Le rendement d'un transformateur est maximal lorsque...
- Puissance Apparente (S)
- Puissance totale fournie par la source, incluant la puissance active et réactive. Elle se mesure en Volt-Ampères (VA). C'est la puissance de dimensionnement du transformateur.
- Pertes Fer (Pf)
- Pertes de puissance dans le circuit magnétique, indépendantes de la charge. Elles sont mesurées lors d'un essai à vide.
- Pertes Joule (Pj)
- Pertes par effet thermique dans les enroulements, proportionnelles au carré du courant de charge. Elles sont déterminées par un essai en court-circuit.
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