Le transformateur

Le transformateur
Exercice 1
Soit un transformateur 230 V – 40 V de 25 VA.
Donner le rapport de transformation.
Donner l'intensité maximale disponible sur le secondaire.
Exercice 2
Pour chacun des cas suivants, en utilisant le tableau ci-dessous, donner toutes les références des transformateurs
possible.
1) Secondaire 12 V – 100 mA
3) Secondaire 12 V – 4 A
Encombrement maximum 70 × 70 mm
Poids maximum 1,6 kg
2) Secondaire 24 V – 0,2 A
Encombrement maximum 50 × 50 mm
Principales Caractéristiques
Généralités
1)
2)
3)
Pour obtenir le courant nominal autorisé pour chaque secondaire, il suffit de diviser la puissance du transformateur par la tension maximum disponible au
secondaire.
75
=4,2 A environ par secondaire.
Exemple : un transformateur 2 × 9 V – 75 VA peut débiter
18
Combinaison de secondaires :
Mise en série : la tension de sortie est doublée. Exemple : cas d'un transformateur 2 × 9 V – 75 VA, on obtient 1 × 18 V – 4,2 A
Mise en parallèle : le courant disponible au secondaire est doublé. Exemple : cas d'un transformateur 2 × 9 V – 75 VA, on obtient 1 × 9 V – 8,4 A
Pour obtenir la tension continue théorique disponible après redressement double alternance et filtrage, il suffit de multiplier la tension du secondaire par
 2≃1,414 . En pratique, il convient de diminuer le résultat de la chute de tension dans le pont de diodes, soit environ 2 volts.
Exemple : la tension continue disponible à partir d'un transformateur 24 V sera  24 ×  2 ­2 ≃32 V .
Transformateurs standard
Transformateur imprégnés.
Classe B.
Primaire 220 V.
Jusqu'à 5 VA
:
A partir de 10 VA
:
A partir de 100 VA
:
Puissance
3 VA
5 VA
10 VA
16 VA
Secondaire
sorties à picots pour montage sur circuit imprimé. Avec étrier.
fixation sur châssis par étrier.
fixation sur châssis par équerre.
Circuit magnétique
(mm)
Poids
(kg)
Réf.
Sélectronique
Secondaire
Circuit magnétique
(mm)
Poids
(kg)
Réf.
Sélectronique
2×6V
43.5405
2×6V
43.5429
2×9V
43.5406
2×9V
43.5430
2 × 12 V
43.5407
2 × 12 V
2 × 15 V
32 × 39
0,125
43.5408
26 VA
2 × 15 V
43.5431
50 × 60
0,6
43.5432
2 × 18 V
43.5409
2 × 18 V
43.5433
2 × 24 V
43.5410
2 × 18 V
43.5434
2×6V
43.5411
2×6V
43.5435
2×9V
43.5412
2×9V
43.5436
2 × 12 V
43.5413
2 × 15 V
35 × 42
0,150
43.5414
2 × 12 V
46 VA
2 × 15 V
43.5437
62 × 75
0,8
43.5438
2 × 18 V
43.5415
2 × 18 V
43.5439
2 × 24 V
43.5416
2 × 24 V
43.5440
2×6V
43.5417
2×6V
43.5442
2×9V
43.5418
2×9V
43.5443
2 × 12 V
43.5419
2 × 12 V
2 × 15 V
40 × 48
0,25
43.5420
2 × 18 V
43.5421
2×6V
43.5423
2×9V
43.5424
2 × 12 V
43.5425
2 × 15 V
50 × 60
0,5
43.5426
75 VA
novembre 2003
1/3
2 × 15 V
Interrogation
43.5444
70 × 84
1,5
43.5445
2 × 18 V
43.5446
2 × 24 V
43.5447
2×6V
43.5450
2×9V
43.5451
2 × 12 V
100 VA
43.5427
2 × 18 V
inter_10.sxw
Puissance
2 × 15 V
43.5452
80 × 96
1,8
43.5453
2 × 18 V
43.5454
2 × 24 V
43.5455
Électronique analogique
Le transformateur
Exercice3 : Choix de transformateur
4
Soient les caractéristiques d'un transformateur : transformateur 6 VA (3 VA par
N21
enroulement secondaire). Secondaire : 2 x 6 V c.a. (c.a. signifie que la valeur est une
5
valeur efficace). Primaire : 220 V c.a. ; 50/60 Hz. Le secondaire de ce transformateur
N1
6
possède deux enroulements N1, et N2.
N22
1. Rappeler la relation liant U1eff, U2eff, N1 et N2 dans un transformateur. Si N1 = 440
7
spires, donner le nombre de spires de l'enroulement N21, et de l'enroulement N22.
2. En série : la mise en série des enroulements secondaires se fait par la connexion des broches 5 et 6 entre
a) Calculer N2 = N21 + N22
b) Calculer alors le rapport N2/N1.
c) Donner alors la valeur de la tension secondaire quand les deux enroulements sont en série (primaire
alimenté sous 220 V c.a.).
d) Rappeler la relation liant la puissance apparente à la tension et au courant secondaire.
e) Calculer la valeur efficace du courant nominal maximal autorisé au secondaire en configuration série.
3. En parallèle : la mise en parallèle des enroulements secondaires se fait par les connexions des broches 4 et 6
et des broches 5 et 7. La sortie se fait alors entre ces deux connexions.
a) Quelle est la valeur de la tension disponible au secondaire (primaire alimenté sous 220 V c.a.) ?
b) Calculer la nouvelle valeur efficace du courant nominal maximum autorisé au secondaire.
4. Remplir le tableau du document réponse (primaire alimenté sous 220 V c.a.).
Exercice 4 : alimentation 1er approche
I1
I2
T1
V1
ID1
D3
V2
ID3
ID4
En sortie du transformateur, on souhaite
avoir une tension sinusoïdale V2,
d'amplitude 12 volts.
1. Choix du transformateur
a) Rappeler la relation liant l'amplitude d'une tension sinusoïdale à sa
valeur efficace.
b) Pour les transformateurs Tl à T4,
donner la valeur de l'amplitude de
la tension secondaire Pour cela
compléter le tableau du document
réponse.
D1
ID2
IS
Charge à
D4
D2 alimenter
c) Quel transformateur choisir pour cette application ?
2. Forme du courant
a) Calculer m. Rappeler la relation liant i1(t) à m et i2(t). On suppose i1(t) et i2(t) en phase.
b) On sait que le courant Is est constant et de valeur 400 mA. Nous simplifions le pont redresseur à diode en
donnant son schéma équivalent pour V2(t) > 0 et pour V2(t) < 0. Compléter alors les chronogrammes du
document réponse.
V2(t) > 0
V2(t) < 0
I2
V2
I2
D3
D1
IS
D4
V2
D3
IS
D4
D2
D1
D2
c) Donner les valeurs de I1M, I1m, V2M et V2m.
inter_10.sxw
novembre 2003
2/3
Interrogation
Électronique analogique
Le transformateur
Document réponse
Tableau de l'exercice 3 question 4
Configuration
Indépendant
Série
Enroulement N2
Enroulement N1
Parallèle
Puissance
Tension secondaire
Courant secondaire
Tableau de l'exercice 4 question 1b
Transformateur
(220 V au primaire)
Tl
T2
T3
T4
Tension secondaire efficace
6V
9V
12 V
15 V
Amplitude de la tension au
secondaire
Chronogrammes de l'exercice 4 question 2b
V2M
V2
t
V2m
500 mA
ID1
t
-500 mA
500 mA
ID2
t
-500 mA
500 mA
ID3
t
-500 mA
500 mA
ID4
t
-500 mA
500 mA
I2
t
-500 mA
I1M
I1
t
I1m
10 ms
inter_10.sxw
novembre 2003
3/3
20 ms
30 ms
40 ms
Interrogation
50 ms
Électronique analogique