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Rapport de transformation

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Expériences avec un transformateur torique

Vidéo : expérience réversibilité avec un transformateur torique


Primaire et secondaire transfoLe primaire d'un transformateur est l'enroulement que l'on choisit d'alimenter : indépendamment de la tension !
La grande majorité des transformateurs sont réversibles.
Le primaire est aussi nommé inducteur (acteur).
Le secondaire est celui où l'on récupère, on le nomme aussi induit (il subit).
Il existe des transformateurs abaisseurs, élévateurs et égalitairesNe modifient ni U ni I (au rendement près), ils assurent l'isolement galvanique, nous y reviendrons .




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La règle du 'volt par tour' dans cette vidéo


Plus intuitive que le ratio, que l'on verra par ailleurs, la règle de la tension par spire est celle que je privilégie pour comprendre le principe de transformation.
La vidéo ci-dessus la met en évidence !

Par défaut on nomme abaisseur un transformateur qui abaisse la tension, élévateur celui qui l'élève.
C'est la tension qui fait référence pour le nommer.




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Transformateur = boîte à vitesse

V = Vitesse, C = Couple
Egalitaire
U I V C
Transfo égalitaire
Poulies égalitaires
U I V C

Abaisseur / 2
U I V C
Transfo abaisseur 2
Poulies réducteur
U / 2 I × 2 V / 2 C × 2

Elévateur × 2
U I V C
Transfo élévateur 2
Poulies élévateur
U × 2 I / 2 V × 2 C / 2


Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme... ! Au rendement près, (> à 97% pour les fortes puissances), le ratio des tensions est inversement proportionnel à celui des intensités.
Puissance d'entrée ≃ Puissance de sortie




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Abaisseur

Np/Ns = Up/Us = Is/Ip


Tout est dit !
Mais avec une série d'images, ce sera plus parlant !
(p = primaire ; s = secondaire ; N = Nombre de spires)

1
2
3
4
5
6
Transformateur égalitaire
EgalitairePermet uniquement l'isolement galvanique : la séparation électrique des circuits primaire et secondaires. Ils sont identiques en tension et intensité (au η près) mais indépendants électriquement
Np =
12 spires
Symbole du transformateur Ns =
12 spires
Np / Ns = 1
Up =
12 Volts
Symbole du transformateur Us =
12 Volts
Up / Us = 1
Ip =
2 Ampères
Symbole du transformateur Is =
2 Ampères
Ip / Is = 1
Is / Ip = 1
Transformateur abaisseur 12 8
Abaisseur U / 1.5 = U × 0.667
Np =
12 spires
Symbole du transformateur Ns =
8 spires
Np / Ns = 1.5
Up =
12 Volts
Symbole du transformateur Us =
8 Volts
Up / Us = 1.5
Ip =
2 Ampères
Symbole du transformateur Is =
3 Ampères
Ip / Is = 0.667
Is / Ip = 1.5
Transformateur abaisseur 12 6
Abaisseur U / 2 = U × 0.5
Np =
12 spires
Symbole du transformateur Ns =
6 spires
Np / Ns = 2
Up =
12 Volts
Symbole du transformateur Us =
6 Volts
Up / Us = 2
Ip =
2 Ampères
Symbole du transformateur Is =
4 Ampères
Ip / Is = 0.5
Is / Ip = 2
Transformateur abaisseur 12 4
Abaisseur U / 3 = U × 0.333
Np =
12 spires
Symbole du transformateur Ns =
4 spires
Np / Ns = 3
Up =
12 Volts
Symbole du transformateur Us =
4 Volts
Up / Us = 3
Ip =
2 Ampères
Symbole du transformateur Is =
6 Ampères
Ip / Is = 0.333
Is / Ip = 3
Transformateur abaisseur 12 3
Abaisseur U / 4 = U × 0.25
Np =
12 spires
Symbole du transformateur Ns =
3 spires
Np / Ns = 4
Up =
12 Volts
Symbole du transformateur Us =
3 Volts
Up / Us = 4
Ip =
2 Ampères
Symbole du transformateur Is =
8 Ampères
Ip / Is = 0.25
Is / Ip = 4
Transformateur abaisseur 12 2
Abaisseur U / 6 = U × 0.167
Np =
12 spires
Symbole du transformateur Ns =
2 spires
Np / Ns = 6
Up =
12 Volts
Symbole du transformateur Us =
2 Volts
Up / Us = 6
Ip =
2 Ampères
Symbole du transformateur Is =
12 Ampères
Ip / Is = 0.167
Is / Ip = 6

Dans tous les cas au rendement près :

Up × Ip = Is × Ip et donc Pp = Ps


La puissance est conservé !
Nb de spire et tension sont proportionnels (V/tD'où la loi Volt/tour :
Dans les illustrations on a choisi une valeur de 1 Volt par tour.
Notre transfo torique pédagogique (vidéo précédente) offre une valeur de 90 mV / tour. Cette valeur est liée au circuit magnétique (noyau) et à la fréquence.
)
Nb spires et intensité sont inversement proportionnels




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Elévateur

Np/Ns = Up/Us = Is/Ip


Tout est dit !
Mais avec une série d'images, ce sera plus parlant !
(p = primaire ; s = secondaire ; N = Nombre de spires)

1
2
3
Transfo élévateur 8 12
Elévateur U × 1.5 = U / 0.667
Np =
8 spires
Symbole du transformateur Ns =
12 spires
Np / Ns = 0.667
Up =
8 Volts
Symbole du transformateur Us =
12 Volts
Up / Us = 0.667
Ip =
3 Ampères
Symbole du transformateur Is =
2 Ampères
Ip / Is = 1.5
Is / Ip = 0.667
Transfo élévateur 6 12
Elévateur U × 2 = U / 0.5
Np =
6 spires
Symbole du transformateur Ns =
12 spires
Np / Ns = 0.5
Up =
6 Volts
Symbole du transformateur Us =
12 Volts
Up / Us = 0.5
Ip =
4 Ampères
Symbole du transformateur Is =
2 Ampères
Ip / Is = 2
Is / Ip = 0.5
Transfo élévateur 3 12
Elévateur U × 4 = U / 0.25
Np =
3 spires
Symbole du transformateur Ns =
12 spires
Np / Ns = 0.25
Up =
3 Volts
Symbole du transformateur Us =
12 Volts
Up / Us = 0.25
Ip =
8 Ampères
Symbole du transformateur Is =
2 Ampères
Ip / Is = 4
Is / Ip = 0.25

Dans tous les cas au rendement près :

Up × Ip = Is × Ip et donc Pp = Ps


La puissance est conservé !

Nb de spire et tension sont proportionnels (V/tD'où la loi Volt/tour :
Dans les illustrations on a choisi une valeur de 1 Volt par tour.
Notre transfo torique pédagogique (vidéo précédente) offre une valeur de 90 mV / tour. Cette valeur est liée au circuit magnétique (noyau) et à la fréquence.
)
Nb spires et intensité sont inversement proportionnels




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Transfo Hybride et multiple

Voici les seuls types de transformateurs qui n'offrent pas de réversibilité optimaleSi le transfo offre 100 VA de puissance, elle se partage entre les secondaires (Ex : 60 VA pour Us1 et 40 VA pour Us2). La réversibilité est donc fonctionnelle mais limitera la puissance à 60 VA ou 40 VA suivant le secondaire choisi pour devenir le nouveau primaire. car seule la section de l'enroulement primaire est calibrée pour les 2 puissances de sortieDeux ou plus : Il existe des transfos multi-tensions abaisseur ou comme ici hybride : abaisseur et élévateur à la fois, le nombre de secondaires n'etant pas limité....
Transfo hybride
Transformateur Hybride
Transfo multi-tensions
Transformateur Multi-Tensions
Transformateur résistance enroulements
Méthode simple pour retrouver les enroulements lorsque la section du fil n'est pas visible :
La tension la plus élevée requière plus de tours alors que la plus basse requière une plus forte section puisque l'intensité est supérieure...
Le rapport des résistances ≃ (rapport des tension)²Un abaisseur / 3 aura 3 fois moins de spires, l'intensité étant × 3, sa section sera 3 × plus élevée. R × 3 × 3 = R × 3² = R × 9




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Quiz sur les tensions...


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12345C

Crée le 19 / 03 / 2017, der. màj le 01 / 07 / 2018 par : Guillaume (Guillaume DUPAS)
Contributeur Guillaume DUPAS Gu5835e07c1389f
Cours vu 11036 fois
Difficulté : ★★★☆☆
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