Les Transformateurs
Exercices - Sommaire

I. Rôle du transformateur :
Le transformateur a pour but essentiel de modifier les amplitudes des grandeurs alternatives sans en modifier la fréquence.

II. Représentation d'un transformateur :

Symboles :		Composants :

III. Constitution d'un transformateur :
Le transformateur est constitué de deux enroulements électriquement indépendants qui enlacent un circuit magnétique commun.

Le représentation schématique met en évidence le nombre de spires N1 et N2 dans deux bobines.

L’enroulement primaire est alimenté par une source de tension alternative sinusoïdale v1 ( le plus souvent le réseau EDF).
L'enroulement secondaire alimente la charge électrique.

Si v1 > v2, le transformateur est appellé "abaisseur de tension".
Si v1 < v2, le transformateur est appellé "élévateur de tension".

Remarque : un transformateur ne fonctionne pas avec une tension continue.

IV. Caractéristiques du transformateur parfait :
IV.1 - Le rapport de transformation
Noté m, il désigne, comme son nom l'indique, le rapport entre la tension du primaire et la tension du secondaire.

Remarque : m est un rapport, il n'a donc pas d'unité.

IV.2 - La puissance apparente
Il s'agit de la puissance que le transformateur est capable de transmettre à une charge.

La puissance apparente est exprimé en VOLTAMPERE (VA).

Appuyez sur la touche CTRL + F5 avant de commencer le test.

Exercice n°2

 

Un transformateur abaisseur de tension 230V / V alimente une lampe halogène V – 1,8A.

 

 

 

En supposant que le transformateur fonctionne dans les conditions nominales, calculer :
Vos résultats seront arrondis à la décimale.

Le rapport de transformation m =
L’intensité du courant dans l’enroulement primaire. I1 =	A
La puissance électrique transmise au secondaire. S =	VA

 

Exercice n°3

Ce schéma est le circuit haute tension d'un four micro-onde.

Ce transformateur possède un enroulement primaire et deux enroulements secondaires.
L e rapport de transformation m entre l'enroulement secondaire HT et l'enroulement primaire est égal à 11.95. Calculer la valeur de la tension Us = V.

Rappel : La puissance apparente est égale à S = Up x Ip = Us x Is.

A puissance constante, si Up est grand, Ip sera faible. Le diamètre du fil de cuivre de l'enroulement, également faible, offrira une résistance relativement grande au courant électrique.
Pour résumer : Dans un transformateur, plus la tension est grande, plus la résistance de l'enroulement sera grande.

On procèdera avec le raisonnement inverse pour les tensions de faibles valeurs.

Compléter alors le tableau suivant :

Enroulement primaire	U = V	R = 0.2 R = 120 R = 1.5
Enroulement secondaire BT	U = V	R = 0.2 R = 120 R = 1.5
Enroulement secondaire HT	U = V	R = 0.2 R = 120 R = 1.5

Exercice n°4

Ce type de haut parleur, appelé "projecteur de son", est utilisé pour sonoriser les espaces publics tels que les gares, les salles d'exposition, les rues, ... Ils sont connectés sur une ligne appellée "100 Volt". Cet haut parleur a besoin d'un transformateur pour diminuer la tension afin de diffuser la musique souhaitée.   La puissance de diffusion (de 1.2W à 10 W) se régle sur le projecteur de son grâce à un commutateur qui sélectionne un enroulement du primaire du transformateur. Un technicien souhaite connaitre la tension présente aux bornes du haut parleur afin d'en vérifier le bon fonctionnement.

Le transformateur est connecté de la façon suivante :

Rappel :

avec P en Watt U en Tension R en Ohm

 

 

 

Indiquer la puissance apparente de l'enroulement secondaire du transformateur : S = W .

Indiquer alors la valeur de la tension aux bornes du haut parleur que devra trouver le technicien. Uhp = V. (Arrondir aux dixièmes)

Déterminer le rapport de transformation lorsque le projecteur de son est connecté ainsi. m = . (Arrondir aux centièmes)