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Travaux Dirigés en Électrotechnique : Transformateurs Monophasés et Triphasés

Introduction

Ces travaux dirigés en électrotechnique sont conçus pour les étudiants préparant une licence en génie électrique, niveau 2, dans le cadre de la réforme LMD. Ils couvrent les transformateurs monophasés et triphasés, ainsi que les machines à courant continu et alternatif.

Table des Matières

1. Le Transformateur Monophasé (Pages 1 à 28)
    1.1 Exercice 1
    1.2 Correction de l'Exercice 1
    1.3 Exercice 2
    1.4 Correction de l'Exercice 2
    1.5 Exercice 3
    1.6 Correction de l'Exercice 3
    1.7 Exercice 4
    1.8 Correction de l'Exercice 4
    1.9 Exercice 5
    1.10 Correction de l'Exercice 5
    1.11 Exercice 6
    1.12 Correction de l'Exercice 6
    1.13 Exercice 7
    1.14 Correction de l'Exercice 7
    1.15 Exercice 8
    1.16 Exercice 9
    1.17 Correction de l'Exercice 9
    1.18 Exercice 10
    1.19 Correction de l'Exercice 10
    1.20 Exercice 11
    1.21 Correction de l'Exercice 11
    1.22 Exercice 12
    1.23 Correction de l'Exercice 12
    1.24 Exercice 13
    1.25 Correction de l'Exercice 13
    1.26 Exercice 14
    1.27 Correction de l'Exercice 14
    1.28 Exercice 15
    1.29 Correction de l'Exercice 15
    1.30 Exercice 16
    1.31 Correction de l'Exercice 16
    1.32 Exercice 17
    1.33 Correction de l'Exercice 17
    1.34 Exercice 18
    1.35 Correction de l'Exercice 18
    1.36 Exercice 19
    1.37 Correction de l'Exercice 19
    1.38 Exercice 20
    1.39 Correction de l'Exercice 20
    1.40 Exercice 21
    1.41 Correction de l'Exercice 21
    1.42 Exercice 22
    1.43 Correction de l'Exercice 22
    1.44 Exercice 23
    1.45 Correction de l'Exercice 23
    1.46 Exercice 24

Le Transformateur Monophasé : Exercice 1

Un transformateur monophasé présente les caractéristiques suivantes sur sa plaque signalétique :
Puissance apparente : S = 2200 VA
Rendement : η = 0,95
Tension primaire nominale : V1n = 220 V
Tension secondaire nominale : V2n = 127 V
Questions :
1) Calculer le courant primaire nominal I1n.
2) Calculer le courant secondaire nominal I2n.
3) Le rendement est précisé pour une charge absorbant le courant nominal sous tension secondaire nominale avec un facteur de puissance cosφ = 0,8 AR. Calculer les pertes dans le transformateur.
4) Représenter un schéma équivalent ramené au secondaire du transformateur.
5) En supposant que les pertes sont uniformément réparties entre pertes fer et pertes Joules, calculer les valeurs des éléments résistifs du schéma.
6) La tension secondaire à vide est V20 = 133 V. Calculer le rapport de transformation m et l'inductance de fuite ramenée au secondaire.
7) Calculer la tension secondaire pour une charge absorbant la moitié du courant secondaire nominal avec cosφ = 0,8 AV.
8) Calculer le rendement du transformateur pour une charge absorbant la moitié du courant nominal avec cosφ = 0,8 AV.

Le Transformateur Triphasé

La deuxième partie de ce polycopié aborde les transformateurs triphasés avec des exercices pratiques.
Les exercices couvrent les principes de fonctionnement, les calculs de courants, les pertes et les schémas équivalents.

Machines à Courant Continu

Le troisième chapitre explore les machines à courant continu en mode génératrice et en mode moteur.
Les exercices proposés permettent de comprendre les relations entre tension, courant, vitesse et puissance.

Machines à Courant Alternatif

Les chapitres 4 et 5 sont dédiés aux machines synchrones triphasées et aux moteurs asynchrones triphasés.
Ils incluent des exercices sur les principes de fonctionnement, les calculs de paramètres et les rendements.

FAQ

Qu'est-ce qu'un transformateur monophasé ?
Un transformateur monophasé est un appareil électrique qui permet de transférer l'énergie entre deux circuits à courant alternatif, tout en isolant galvaniquement ces circuits et en modifiant les niveaux de tension. Comment calculer le rendement d'un transformateur ?
Le rendement η d'un transformateur est donné par la formule : η = Puissance utile / (Puissance utile + Pertes). Les pertes incluent les pertes fer et les pertes Joules. Quelle est la différence entre un transformateur monophasé et triphasé ?
Un transformateur monophasé fonctionne avec un seul courant alternatif, tandis qu'un transformateur triphasé est conçu pour traiter trois courants alternatifs déphasés de 120°, permettant une meilleure efficacité et une puissance plus élevée.