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2009 ANNEE MONDIALE DE L'ASTRONOMIE
OUVREZ VOS YEUX et CONTEMPLEZ l'UNIVERS!
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Dimanche 14 mai 2006
7
14
/05
/Mai
/2006
19:55
-
Par jean marie bourven
-
Publié dans : i-e1-a: Bac STI Génie Mécanique
caractériser un transfo et l'étage de redressement placé au secondaire
partie A: essai à vide U10=400V/50Hz I10=0,5A/50Hz Pfer= 40W
(résistance secondaire nulle) U20=240V
essai en court circuit U1CC= 40V ICC= 5A Pjoules= 50W
1) déterminer le rapport de transformation
réponse: à vide m = N2/N1=U2/UI ici avec les notations m=U20/U10= 240/400
d'où m=0,6
2) faire un schéma de l'essai à vide en précisant les mesureurs utilisés
réponse: je donne d'abord la description des mesureurs convenables pour cet essai
pour mesurer U10 et U20 utiliser deux voltmètres AC+DC ou TRMS (type mx 579 du labo)
pour I10 un ampèremètre AC+DC ou TRMS (type mx 579, ceux du labo Mersenne, voir ci-dessous)
la touche AC+DC sert à intégrer la valeur efficace vraie du signal de tension ou d'intensité relevés sur les fonctions V~ et A~ même si celui ci n'est pas sinusoïdal, comme c'est le cas pour un transfo (il y a déformation de la tension sinusoïdale par les effets de saturation et d'hystérésis magnétique). On parle de mesure TRMS (true root mean square in english !)
pour la mesure des pertes de fer Pfer: bien sûr comme c'est une puissance, seule un wattmètre placé au primaire peut faire l'affaire, secondaire du transfo ouvert bien entendu!
voici le schéma
3) le secondaire est fermé sur une charge inductive (bobine réelle): L=0.13H R= 23.26 ohm
on mesure alors une tension U2 = 235V
a) calculer la valeur eff. I2 du courant au secondaire
réponse: impédance de la charge Z² = R² + L²w² = R² + 4pi²L²f² AN: Z = 47 ohm
d'où I2= U2/Z => AN : I2= 5A
b) calculer le facteur de puissance de la charge
réponse: cosPHI = R/Z AN: cosPHI = 0,495
c) calculer la puissance délivrée au secondaire
réponse: P2 = U2I2cosPHI AN: P2 = 235.5.0.495 = 582W
d) calculer le rendement du transfo pour cette charge
réponse: l'essai en court-circuit à I=5A représente les pertes joules au primaire
il n'y en a pas au secondaire puisque celui-ci est de résistance nulle
la charge inductive absorbe aussi 5A
voir ce schéma de l'essai en charge et en court circuit:
bien noter qu'en court-circuit la perte de fer est très faible, car le primaire est sous tension réduite ( loi de Steinmetz Pf ~ U²); dans cet essai seules les puissances perdues par les conducteurs en cuivre du primaire et du secondaire apparaissent dans la puissance globale mesurée au primaire P1CC = PJ
on pourra donc écrire rendement h = P2 /( P2 + Pfer + Pjoules)
AN: h = 582 / (582 + 40 + 50) = 0,87
bien retenir, à la suite de cette correction le rôle déterminant:
- de l'essai à vide --> mesure des pertes de fer
- de l'essai en court-circuit --> mesure des pertes joules par les enroulements
voilà ... la partie B concernant le redressement sera corrigée en classe JEUDI
partie A: essai à vide U10=400V/50Hz I10=0,5A/50Hz Pfer= 40W
(résistance secondaire nulle) U20=240V
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1) déterminer le rapport de transformation
réponse: à vide m = N2/N1=U2/UI ici avec les notations m=U20/U10= 240/400
d'où m=0,6
2) faire un schéma de l'essai à vide en précisant les mesureurs utilisés
réponse: je donne d'abord la description des mesureurs convenables pour cet essai
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pour I10 un ampèremètre AC+DC ou TRMS (type mx 579, ceux du labo Mersenne, voir ci-dessous)
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pour la mesure des pertes de fer Pfer: bien sûr comme c'est une puissance, seule un wattmètre placé au primaire peut faire l'affaire, secondaire du transfo ouvert bien entendu!
voici le schéma
3) le secondaire est fermé sur une charge inductive (bobine réelle): L=0.13H R= 23.26 ohm
on mesure alors une tension U2 = 235V
a) calculer la valeur eff. I2 du courant au secondaire
réponse: impédance de la charge Z² = R² + L²w² = R² + 4pi²L²f² AN: Z = 47 ohm
d'où I2= U2/Z => AN : I2= 5A
b) calculer le facteur de puissance de la charge
réponse: cosPHI = R/Z AN: cosPHI = 0,495
c) calculer la puissance délivrée au secondaire
réponse: P2 = U2I2cosPHI AN: P2 = 235.5.0.495 = 582W
d) calculer le rendement du transfo pour cette charge
réponse: l'essai en court-circuit à I=5A représente les pertes joules au primaire
il n'y en a pas au secondaire puisque celui-ci est de résistance nulle
la charge inductive absorbe aussi 5A
voir ce schéma de l'essai en charge et en court circuit:
bien noter qu'en court-circuit la perte de fer est très faible, car le primaire est sous tension réduite ( loi de Steinmetz Pf ~ U²); dans cet essai seules les puissances perdues par les conducteurs en cuivre du primaire et du secondaire apparaissent dans la puissance globale mesurée au primaire P1CC = PJon pourra donc écrire rendement h = P2 /( P2 + Pfer + Pjoules)
AN: h = 582 / (582 + 40 + 50) = 0,87
bien retenir, à la suite de cette correction le rôle déterminant:
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