EXERCICE N° 1 :
La puissance apparente d’un transformateur parfait en charge est de 3 k VA ;
- a – Quelle est la puissance active fournie par le secondaire si la charge est :
- purement résistive
- inductive avec un facteur de puissance de 0.8
- b – Les mesures de l’intensité fournie par le secondaire et de la tension aux bornes de l’enroulement du primaire ont donné : I2 = 27.3 A et U1 = 220 V avec une charge résistive :
- 1 – Quel est le rapport de transformation ?
- 2 – Quelle serait l’intensité du courant débité par le secondaire si la charge était inductive (cos j = 0.8) et si la tension du primaire était de 210 V avec P2 = 2.4 kW.
EXERCICE N° 2 :
Un transformateur parfait, branché sur le réseau 15 kV-50 Hz, fournit au secondaire une tension U2 = 220 V. Son circuit magnétique a une section utile s = 0.02 m2 ; la valeur maximale du champ magnétique dans le fer est Bmax = 1 T.
- a – Quels sont les nombres de spires des deux enroulements.
- b – Quelle est la valeur efficace de l’intensité du courant traversant le primaire lorsque le secondaire débite un courant d’intensité efficace de 200 A.
- c – Le débit précédent se faisant sur charge inductive, avec un cos de 0.93, quelles sont les différentes puissances au primaire et au secondaire ?
EXERCICE N° 3 :
Un transformateur 5000 V / 220 V a une puissance nominale S de 60 kVA. Un essai à vide sous tension primaire nominale a donné P10 = 600 W et un essai en court-circuit une puissance P1cc = 120 W pour un courant au secondaire de 100 A. Calculer :
- a – L’intensité nominale du courant dans le secondaire.
- b – Les pertes dans le cuivre pour ce courant, pour un courant de 200 A, en admettant qu’elles sont proportionnelles au carré du courant.
- c – Le rendement de ce transformateur pour ces trois courants avec un cos j2 = 1 puis égal à 0.8 si la tension au secondaire reste égale à 220 V.
EXERCICE N° 4 :
Un transformateur monophasé industriel 380 V / 24 V – 50 Hz de 1 kVA alimente une charge résistive :
- a – Quelle est l’intensité nominale du courant au secondaire ?
- b – Quelle est la tension à vide au secondaire sachant que la chute de tension relative est de 6 %.
- c – Calculer le rapport de transformation.
EXERCICE N° 5 :
On veut déterminer le rendement d’un transformateur monophasé par la méthode des pertes séparées. Pour cela, trois essais sont réalisés :
Essai à vide : U10 = 220 V – U20 = 125 V – I10 = 0.5 A – P10 = 75 W
Essai en court-circuit : U1cc = 20 V – I2cc = 10 A – P1cc = 110 W
Essai sur charge résistive : U1n = 220 V – U2 = 120 V – I2 = 10 A
- a – Calculer le rapport de transformation.
- b – Quel est le facteur de puissance à vide ?
- c – Déterminer les pertes dans le fer et dans le cuivre au fonctionnement nominal.
- d – Calculer le rendement du transformateur pour ce fonctionnement nominal.
EXERCICE N° 6 :
Un transformateur parfait abaisse une tension sinusoïdale de valeur efficace U1 = 380 V – 50 Hz en une tension sinusoïdale de valeur efficace U2 = 220 V. Il alimente un moteur fournissant une puissance utile P = 1500 W avec un rendement de 80 %, le facteur de puissance étant de 0.75, calculer :
- a – L’intensité du courant traversant le moteur.
- b – L’intensité du courant au primaire.
- c – La capacité du condensateur à placer en parallèle avec le moteur pour relever le facteur de puissance à 0.9.
- d – La nouvelle valeur de l’intensité du courant au primaire.
- e – Quel est l’intérêt du rajout de ce condensateur ?
EXERCICE N° 7
1 Un essai à vide du transformateur a donné :
I1v = 19 mA ; P1v = 1,5 W ; U2v = 17 V ; U1 = 230 V .
A ) Calculer le rapport de transformation m du transformateur.
B ) Que représente la puissance mesurée dans cet essai ?
2 En régime nominal du transformateur, on a relevé :
U1 = 230 V ; U2n = 15 V ; I2n = 3 A ; P2n = 40,5 W ; Sn = 45 VA
A ) Calculer l’intensité nominale I1n au primaire.
B ) En déduire les pertes par effet Joule en régime nominal pour ce transformateur (R1 = 53 W au primaire et R2 = 0,2 W au secondaire)
C ) A l’aide des résultats précédents, calculer le rendement h du transformateur en régime nominal.
EXERCICE N° 8
Le transformateur est monophasé 230V / 30V. Sa puissance apparente nominale est S = 8,0 KVA.
1 Rappeler la définition de la puissance apparente en fonction des valeurs efficaces des tensions composées et des intensités des courants de ligne; en déduire les intensités nominales I1 au primaire et I2 au secondaire. Calculer le rapport de transformation m.
2 On veut mesurer la puissance active absorbée P1 et déterminer le facteur de puissance cos j1 au primaire. Placer les appareils de mesure nécessaires sur un schéma de montage.
3 Le wattmètre indique P1 = 7,0 kW quand le transformateur absorbe son courant nominal. Calculer le facteur de puissance cos j1 et la puissance réactive nominale Q1 au primaire.
4 On a mesuré les pertes du transformateur en régime nominal :
Pertes " cuivre " par effet Joule : Pc = 160 W
Pertes " fer " ou magnétiques : Pf = 140 W
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