Fonction Alimenter – Transformateur Monophasé
Sciences d’Ingénieur – 2^ème BAC STE

Objectif : Comprendre le principe de fonctionnement, les caractéristiques et les applications des transformateurs monophasés dans les systèmes électriques.

1. Principes Fondamentaux

1.1 Définition et Symbole

Dispositif statique qui transforme les valeurs de tension et d’intensité d’un courant alternatif en maintenant la fréquence constante.

╭┄┄╮

│ N1 │───╮

╰┄┄╯ │

╞═►

╭┄┄╮ │

│ N2 │───╯

╰┄┄╯

1.2 Plaque Signalétique

Paramètre	Formule	Unité
Puissance apparente (S)	S = U₂ × I₂	VA
Rapport de transformation (m)	m = U₂/U₁ = N₂/N₁	Sans unité
Rendement (η)	η = P₂/P₁	%

2. Étude Expérimentale

2.1 Montage de Base

            V ═════╗   ╔═════► Voltmètre
                  ║   ║
               ┌───╨───╨───┐
               │  TRANSFO  │
               └───╥───╥───┘
                  ║   ║
            A ═════╝   ╚═════► Ampèremètre
        

Schéma de montage pour essais à vide et en charge

2.2 Essais Caractéristiques

Essai	Conditions	Mesures
À vide	I₂ = 0	U₁, U₂₀, P₁₀, I₁₀
En charge	I₂ = I_2N	U₁, U₂, I₁, I₂, P₁, P₂
Court-circuit	U₂ = 0	U_1cc, I_1cc, P_1cc

3. Applications

3.1 Exercice : Analyse d’un Transformateur

Énoncé : Un transformateur monophasé porte les indications suivantes :

230V / 24V
50 Hz
500 VA
Rendement 95% à pleine charge

Questions :

Calculer le rapport de transformation m
Déterminer les courants nominaux I_1N et I_2N
Calculer la puissance active fournie à pleine charge

Correction :

1) m = U₂/U₁ = 24/230 ≈ 0,104

2) I_2N = S/U₂ = 500/24 ≈ 20,8 A

I_1N = S/U₁ = 500/230 ≈ 2,17 A

3) P₂ = η×S = 0,95×500 = 475 W

3.2 TP : Détermination des Paramètres

Protocole expérimental :

Réaliser le montage selon le schéma fourni
Effectuer l’essai à vide et mesurer U₁, U₂₀, I₁₀, P₁₀
Effectuer l’essai en charge avec différentes valeurs de I₂
Tracer la caractéristique U₂ = f(I₂)

U₂ (V)

│

│ ●

│ /

│●

└──────────►

I₂ (A)

Allure typique de la caractéristique externe

4. Synthèse

Points clés à retenir :

Un transformateur idéal conserve la puissance : U₁×I₁ ≈ U₂×I₂
Le rapport de transformation dépend du nombre de spires
Les pertes principales sont : pertes fer (à vide) et pertes Joule (en charge)
La chute de tension en charge dépend du facteur de puissance

Les transformateurs monophasés sont essentiels pour l’adaptation des tensions dans les installations domestiques et industrielles.

دروس وتمارين باقي المواد STE

Fonction Alimenter – Transformateur MonophaséSciences d’Ingénieur – 2ème BAC STE