Bonjour
J'ai une question, si une bobine primaire d'un transformateur a une Impédance Z1 à vide, et je branche maintenant une charge à la bobine secondaire de Z2 impédance, en quel rapport se change l'impédance de la bobine primaire maintenant?
( J'avais posté cette question aussi dans le forum physique en me trompant, désolé)
grosso modo l'impédance de la charge au secondaire vue du primaire est multipliée par le carré du rapport de transformation :
Pour un transfo idéal, Z1 = U1/I1 = nU2/(I2/n) = n²Z2
Dernière modification par gcortex ; 28/12/2013 à 18h30.
Avec Z2 l'impédance de la charge, suffisamment faible pour négliger les impédances du transfo.
En seconde approximation, tu peux ajouter vectoriellement le courant magnétisant et le courant "utile"
Dernière modification par gcortex ; 28/12/2013 à 18h35.
Merci, donc si à vide j'ai une impédance de 1 ohm a la primaire, la secondaire débranché, et maintenant je branche une charge de 2 ohm à la secondaire, avec rapport de transformation de 3, j'ai donc 2ohm*(3^2)= 18 ohm à la primaire ? Où prendre en compte de l'mpédance de la primaire à vide?
Bonsoir JulienVictor et tout le groupe
Je soupçonne un sérieux malentendu.
Il faudrait se mettre d'accord sur le terme de impédance dans ton esprit.Envoyé par JulienVictor
La "description" de ta manipulation est fausse. Ne serait-ce pas plutôt de résistance (de bobinage) qu'il est question? Dans ce cas, la notion d'impédance ne s'applique pas.
Le primaire ne "présente" une impédance que s'il a une charge au secondaire. Sans cette charge, il présente une impédance infinie, tout comme celle du secondaire, qui est ... absente.
Peux-tu préciser exactement ce que tu cherches, avec, au besoin, des croquis/schémas/modèles?
http://forums.futura-sciences.com/el...-sabonner.html
Bonjour
Je pensais que si le primaire sans charge a la secondaire avait l’impédance d'une bobine, dépendant de L et de la fréquence.
La question c'est que si maintenant j'ai une bobine secondaire branché avec une charge de 2 ohm p.e., quelle est l’impédance que je trouverai à la primaire du coup. En faite je cherche une formule impliquant Z du primaire, la charge ou Z du secondaire, le rapport de transformation U2/U1, l'inductance L du primaire et secondaire, la fréquence.
Cdlt
Non!
Un transformateur ne peut pas être modélisé comme une bête bobine... Théoriquement, à vide, l'impédance du primaire est infinie. C'est normal, un transformateur est TOUJOURS un transformateur DE PUISSANCE: il y en aurait autant au primaire qu'au secondaire si le rendement valait 1 (transfo idéal).
Donc, toujours sur un transformateur idéal, l'impédance vue de la source (côté primaire) est INFINIE si le secondaire est à vide: un transformateur idéal ne consomme rien au primaire si on ne consomme rien sur son secondaire! Il n'absorbe aucun courant.
Seulement un transformateur réel absorbe un peu de courant même quand son secondaire est à vide: une puissance apparente est consommée et elle est due au courant magnétisant. Ce courant traversant la résistance des enroulements du primaire, il génère de l'échauffement par effet Joule: ce sont les pertes de marche à vide
La formule que tu cherches n'existe pas... Voici le schéma équivalent d'un transformateur monophasé (ou d'une phase d'un transformateur polyphasé)
La résistance ainsi que l'inductance des enroulements sont ramenées au secondaire. Tu vois qu'il y a plus de paramètres à considérer!
Au secondaire, donc, la résistance et l'inductance forment une impédance SÉRIE: elle est responsable de la chute de tension au secondaire et provoque d'autant plus de pertes que le courant secondaire (donc la puissance appelée) est importante. C'est cette inductance-là que pensais "isolée"...
Au primaire, il y a une inductance et une résistance: l'inductance symbolise le courant magnétisant du transformateur, et la résistance représente les pertes de marche à vide: on les appelle pertes fer (par hystérésis et courants de Foucault dans le circuit magnétique). C'est une impédance PARALLELE: elle ne dépend pas de la charge connecée au secondaire! C'est cette impédance-là qui fait qu'un léger courant (devant le courant nominal) est appelé même lorsque le secondaire est à vide.
Bonne soirée!
Merci
Je vois que évidement on a une résistance fer (?en plus de l'impédance de la bobine?) à vide.
Enfaite ce que je sais c'est que lorsqu'on branche une charge a la secondaire, il nous faudrait du coup plus de courant, ct à dire plus de puissance dans la bobine primaire, c'est pour cela que sa résistance/impédance doit diminuer, non?
Mais entre l’impédance à la primaire de l'inductance et l'impédance de la secondaire ( R charge + Z inductance, car en parallèle) il y a une relation j'ai lu, genre m^2*Z1= Z2, où m est le rapport U2/ U1. Est-ce juste?
Cordialement
Non...
La relation que tu cites (m².Z1 = Z2) est juste mais Z1 et Z2 ne sont pas les impédances des bobinages!!! Un transformateur ne peut pas être modélisé par deux bobines isolées, il y a un phénomène d'inductance mutuelle qui fait qu'il y a transfert de puissance via un flux magnétique!
Z1 n'est PAS l'impédance Rf//Xf, je répète que le primaire d'un transformateur n'est pas modélisable par une bobine! De même que Z2 n'est PAS l'impédance Rs+Xs!
Ta formule est exacte pour un transformateur idéal (Rf =Xf=∞, et Rs=Xs=0). Ce qu'on appelle X2 est l'impédance QUE L'ON CONNECTE AU SECONDAIRE, c'est à dire la CHARGE, de même que ce qu'on appelle Z1 est l'impédance QUI RÉSULTE DE CETTE ASSOCIATION transformateur+charge VUE DU PRIMAIRE!
Imagine une charge linéaire quelconque ainsi qu'un transformateur de rapport m. La charge est connectée au secondaire, et le tout est mis dans une boîte que tu ne peux pas ouvrir: tu n'as que les deux fils du primaire qui sortent. Si tu fais une mesure courant/tension (car la loi d'Ohm en courant alternatif donne U = Z . I, en complexe) et que tu divises (toujours en complexe) la tension que tu as appliquée à l'ensemble par le courant que cet ensemble consomme, tu obtiens... Z1!
Cette loi traite de l'adaptation d'impédance réalisée par un transformateur IDÉAL, pas des différents éléments parasites du transformateur lui-même!
Elle découle du principe de conservation de puissance, ce qu'on retrouve à la sortie + les pertes = ce qu'on a envoyé en entrée. Toujours. Si on néglige les pertes on peut écrire:
Sp = Ss, or S=UI en monophasé. Donc on a Up.Ip = Us.Is. Si on pose m=Us/Up, on peut écrire: Us = Up.m et aussi Ip = Is.m; et en bidouillant un peu on arrive à la loi que tu as citée.
EDIT: Oui, il y a une résistance parallèle (Rf= résistance de fuite, Xf = réactance de fuite)! S'il n'y avait que l'inductance, un transformateur à vide n'absorberait aucune puissance active (uniquement du réactif). Et ce n'est pas le cas, les pertes de marche à vide se chiffrent en Watts, unité de la puissance active!
Je savais qu'il y a un phénomène d'inductance mutuelle qui fait qu'il y a transfert de puissance via un flux magnétique,je connaissais aussi la loi d'ohm. mais je retiens que Z2 dans la formule c'est l'impédance de la charge uniquement. Z1 c'est donc la résistance fer en parallèle avec celle de l'inductance?
MERCI, et bon WE encore.
Ou Z1 est comme je l'avais dis l’impédance à la primaire de l'inductance?
Ce n'est ni l'inductance de fuite, ni la résistance de fuite... Oublie les! Elles matérialisent les PERTES du transformateur, pertes qui sont négligées dans les formules précédentes (sinon ça rajoute des lignes...). Quand tu vois qu'un petit transfo de 50VA a facile 85% de rendement et que ceux de plusieurs dizaines ou centaines de MVA tournent autour de 99,8%, négliger les pertes n'est pas une hypothèse absurde...
Z1 est l'impédance de charge ramenée au primaire...
Si on reprend l'exemple de la "boîte" dont tu ignores le contenu de tout à l'heure, si tu ne savais pas qu'il y avait un transfo et que je te demandais de déterminer l'impédance de ce qui se trouve dans la boîte, comment ferais-tu? Tu passerais par un relevé courant/tension: tu alimentes l'ensemble sous une tension de valeur efficace connue et de fréquence connue, et tu mesures le courant ainsi que le déphasage. Tu divises la tension par le courant (en complexe!) et tu obtiens une impédance.
Mais je rappelle que tu ne sais pas ce qu'il y a dans la boîte: s'il y a un transfo qui alimente un banc de condensateurs, toi, tu vas relever un courant en avance sur la tension: tu me diras que la boîte contient des condensateurs. Si tu relèves un courant en phase avec la tension, tu me diras que ce sont des résistances, sans savoir qu'il y a un transfo entre les deux. Si maintenant tu l'ouvres et que tu vois qu'elle contient les condensateurs, et que tu calcules, sous tension secteur, l'impédance de ceux-ci, tu verras qu'elle est différente de celle que tu as mesuré depuis l'extérieur de la boîte!!!
Donc on s'en rend compte: une charge quelconque OU un transformateur qui débite sur cette même charge, vu de l'extérieur, ce n'est pas pareil. Concrètement, sous tension constante, ça appellera un courant différent...
L'impédance que tu as mesurée directement sur les condensateurs, c'est Z2: l'impédance de charge. Z1, c'est l'impédance que tu avais mesurée aux bornes de la boite quand tu ne savais pas ce qu'elle contenait. Z1, c'est U1 / I1
Prenons un exemple concret! On va utiliser un transformateur parfait qui abaisse dans un rapport 10, soit m=0,1. On l'alimente en 1kV à l'entrée: on aura donc 100V à la sortie. On va brancher dessus un électro-aimant (charge RL) qui a une impédance de 1 Ohm. C'est électro-aimant, c'est donc Z2. Le courant qui circulera dans le circuit secondaire: U/Z, donc 100/1, soit 100 ampères. La puissance apparente au secondaire vaut U.I, donc 100x100, 10kVA
Au primaire maintenant: on sait que le courant primaire vaut m fois le courant secondaire: 0,1 x 100A, ça fait 10A. La puissance apparente vaut 10A x 1kV = 10kVA : chouette, on s'est pas trompé, on a bien conservation de puissance (transfo parfait, pas de pertes). Et l'impédance, c'est à dire Z1, alors? Vu du réseau, on tire 10A sous une tension de 1kV. Loi d'Ohm: Z = U/I = 1k / 10 = 100 Ohms.
On a donc, si on raisonne en impédances, 100 Ohms au primaire, et 1 Ohm au secondaire. Elle disait quoi ta formule, déjà? m².Z1 = Z2? ça ferait donc Z1 = Z2/m² = 1 / 0,1² = 1/0,01 = ... 100 Ohms. Tu vois le truc?
Pas de quoi, bon dimanche à toi
Re : changement Impédance
ENFIN
L'inductance matérialise elle aussi une perte, AAHH
Après j'avais un truc en tete, genre si Z1 le plus grand possible on aura moins de puissance d'entrée et plus de sortie
Bref, BON DIMANCHE à toi aussi !!!
Enfaite comme tu l'avais vu j'ai mal compris ce que signifie Z1 dans la formule avec ton diagramme.
On m'avait dis que pour avoir moins de puissance consommé lorsque le transformateur est à vide, il serait préférable d'utiliser une bobine primaire à haute inductance L, Je m'imagine cela à faire avec son calcul de l'impédance qui est de 2piFr*L, si je me rappelle bien. Donc pour avoir moins de perte à vide cela serait intéressant d'avoir plus de Fréquence. Ma question:
Si j'alimente une bobine primaire avec Z= 1k ohm avec 220V, on aura 0.22 A comme I. Maintenant si j'ai 1 ohm comme Z primaire, j'aurai 220 A.
Enfaite en quoi le rapport U et I de la primaire joue t-il sur la forme du champ dont la puissance est transmise au secondaire dans le corps du transformateur?
ça dépend du corps du transformateur et de la section de tes fils et la section joue sur le nombre de tour pour arriver dans les ohm mais ce qui compte c'est les Ampère tour. la tension change selon les tours des bobines et le courant selon la section des fils et le corps du transformateur... désolé de mon incohérence j'ai un peu bue
Joyeux noël et bonne année
Ta relation est trompeuse, tu as pris n=U1/U2, l'inverse de ce que fait le commun des mortels...
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Je préfère celui là, bien plus clair que le truc des deux ronds imbriqués...
u2=m.u1 (source de tension)
i1=m.i2 (source de tension)
http://afleu.olympe.in/afleu/fondame...o/transfop.php
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Je ne comprends pas vraiment d'où vient ce qu'on t'a dit là-dessus! Pour avoir moins de pertes, il faut avoir une inductance de fuite et une résistance de suite les plus élevées possibles (Rf et Xf sur le schéma), oui, mais ce n'est pas lié à l'inductance de l'enroulement si on l'isolait! Tu remarqueras que sur la plupart des diagrammes et schémas d'électrotechnique, sur des machines associées à la distribution (transfo et alternateurs surtout), on est fainéant: au lieu de parler en inductance (L, exprimée en Henrys), on parle en réactance X, qui s'exprime en Ohms. Comme la fréquence est constante pendant toute la durée de l'étude (50Hz ou 60Hz, par exemple), ça simplifie les calculs! Si on veut passer en impédance complexe, on a Z = R + jX
Le fait de monter la fréquence pourrait sembler avantageux avec le modèle proposé au dessus (le modèle de distribution, en gros), encore que la réactance série (reportée au secondaire sur le schéma) des enroulements empêcherait de tirer du courant... Mais surtout, lorsqu'on monte en fréquence, ce schéma devient faux! Il ne fonctionne qu'à nos fréquences de distribution habituelles... En fait, le schéma équivalent "universel" du transformateur est extrêmement complexe! Il y a des condensateurs et des bobines partout... Mais un condensateur, surtout lorsqu'il est parasite donc faible, sur le 50Hz, c'est presque un circuit ouvert tellement son impédance est grande. Du coup, à ces fréquences, on les néglige! Mais si on va se promener à quelques kHz ou quelques dizaines de kHz, comme c'est le cas des transfos utilisés dans les alims à découpage, on ne peut plus se permettre cette approximation!
En fait on utilise presque toujours un modèle "simplifié", mais adopté à la bande de fréquences sur laquelle on travaille... C'est rare de vouloir un transfo qui passe le 1Hz comme le 1MHz! C'est même plus que rare: ça n'existe pas
Tu ne peux pas alimenter le primaire! Dans le modèle "réel", quand tu vas le brancher, tu auras effectivement un courant très faible mais on le néglige. Du coup, si tu ne charges pas le secondaire, il ne circulera aucun courant au primaire: tu ne peux pas le "forcer"! Si le secondaire est à vide, sur un transformateur idéal, le primaire se comporte comme un circuit ouvert, comme s'il était débranché.
C'est comme un moteur électrique (qui est un transformateur de puissance aussi! A cela près qu'il change aussi la nature de cette puissance)! Tu l'alimentes sous une certaine tension, tu mesures le courant qui y circule. Sur un moteur réel, à vide, tu verras un léger courant: ce sont les pertes du moteur. Si on néglige ce courant et qu'on considère un moteur parfait, AUCUN courant ne circule! Et tu ne peux pas essayer d'en injecter dedans, c'est impossible!
Pourquoi? Parce que le courant est lié au couple, et que faire passer du courant dans un moteur signifierait lui imposer un couple (donc une puissance puisqu'il tourne). On ne peut pas imposer une puissance à une machine, c'est la charge qui le fait! Si tu mets un petit volant d'inertie sur le moteur, là, il va absorber du courant: le volant tourne à une certaine vitesse, consomme un certain couple pour tourner: le produit des deux fait une puissance. Si on néglige les pertes on retrouvera la même puissance côté électrique! Plus on va charger le moteur, plus il va tirer de courant, de façon naturelle. Un transfo, c'est pareil! C'est ce que tu branches au secondaire qui va déterminer ce qui va être appelé au primaire, et pas l'inverse!
Côté primaire, tu n'as la main sur rien... Il faut toujours avoir en tête que (toujours en négligeant les pertes) la puissance à la sortie est à tout instant la même que celle à l'entrée. Si on imposait une puissance à l'entrée, elle devrait obligatoirement ressortir quelque part: mais où? Comme le secondaire est débranché, il ne peut pas débiter de courant!
J'y ai justement pensé ce matin, j'ai oublié de dire que dans le schéma que j'avais publié avant, le transformateur (deux ronds) au milieu représentait le transformateur, l'inductance mutuelle et tout ça, mais un transformateur IDÉAL! Comme le modèle idéal n'est pas pratique quand on fait une étude sérieuse (mais génial pour comprendre le principe), on a rajouté les différents éléments parasites, qu'on trouve inévitablement dans le monde réel: même si on branche rien au secondaire, ça consomme un peu au primaire (ce que veulent dire Rf et Xf), et plus on tire de courant au secondaire, moins on a de tension en sortie (représenté par Rs et Xs)!
Je me souviens d'ailleurs que la première fois que j'ai vu ce dessin pour un transfo, je ne savais pas ce que c'était (j'avais l'habitude de voir les deux bobines face à face avec les barres verticales qui symbolisent le circuit magnétique, je pense que c'est le schéma que stefmj a publié). C'est un oubli de ma part!
Evidement...
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Rf et Xf ne sont pas les fuites, mais les pertes fer et la réactance de magnétisation.
Xf est bien le produit de l'inductance primaire par la pulsasion, me semble-til.
Non, ce n'est pas celui là que j'ai publié mais celui avec source de courant et de tension.
On avais commencer la discussion ici:
http://forums.futura-sciences.com/physique/629365-inductance-dune-primaire-dun-transfo.html
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Je ne sais pas si parler en source de courant idéale et source de tension idéale simplifie les choses, mais soit...
Pour Rf et Xf, c'est ce que j'ai dit plus haut. Or en termes de puissance, ce sont bien des fuites! La puissance apparente développée par ces deux impédances ne se retrouve pas au secondaire...
Effectivement, pour Xf, j'ai dit une bêtise: c'est bien la réactance de l'enroulement, merci de m'avoir repris!
Bien sûr que cela simplifie, en particulier, cela permet de comprendre que c'est la charge au secondaire qui impose le courant dans le primaire (source de courant m.i2)
Dans ce sens là, oui.
Pour un transfo, il y a aussi les fuites magnétiques et donc confusion possible avec le vocabulaire.
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Il vaut mieux éviter ce genre de convention littérale: bien qu'on soit totalement libre de les choisir à sa guise, appeler par exemple Lf une inductance magnétisante et Lm une inductance de fuite ne peut qu'entretenir la confusion dans un domaine qui l'est déjà plus que suffisamment dans l'esprit de beaucoup de gens
Effectivement, pour Xf, j'ai dit une bêtise: c'est bien la réactance de l'enroulement, merci de m'avoir repris!
Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
C'est sûr... Mea Culpa, je ne sais pas pourquoi, j'avais en tête Rf et Xf pour les éléments de pertes à vide au primaire (sur le schéma classique où on néglige les pertes d'induction), je ne sais pas d'où ça me vient mais je vais tout faire pour perdre cette mauvaise habitude
Rf se défend pour la résistance qui modélise les pertes fer.
Par contre, je n'ai jamais vu Xf.
Dernière modification par stefjm ; 29/12/2013 à 14h48. Motif: typo
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
C'est bien de Xf que je parlais! Rf est, je crois, la notation conventionnelle
Pour ce que j'ai noté "Xf" (réactance de magnétisation), je vois le plus souvent X0 ou Xm... Ce qui est déjà plus cohérent et prête moins à confusion!
(Edit: je suis actif depuis moins d'une dizaine de jours et je suis déjà un "habitué"... Eheh)
Enfaite j'avais compris que si le secondaire était débranché, dans le cas parfait, on aura aucune consommation d'énergie à a primaire. Et lorsque on branche une charge au secondaire de Z2, l'impédence Z1 change à une valeur selon la formule qu'on avait vu ensemble, c'est à dire m^2*Z1=Z2.
Pour avoir moins de pertes, il faut avoir une inductance de fuite et une résistance de suite les plus élevées possibles, cela je comprends, mais enfaite ces facteurs sont dépendent de quoi? Et l'inductance de la bobine primaire, c'est à dire sa forme/ taille, ne joue pas un rôle majeur sur la résistance, les fuites?( car nombreaux mon dit le contraire)
Selon le schéma complexe, quand j'augmente la fréquence, j'aurai moins de perte?
Enfaite j'essaie de comprendre comment bobiner le primaire et le secondaire, indépendant de m, pour avoir le meilleur rendement possible. Par exemple pour m=2, utilise 20 tours de fil pour le primaire et 40 pour le secondaire, ou plutôt 500 tours de fil et 1000 tours de fil.
Merci, et bon dimanche à tous!
ce sont des compromis à faire , selon la bande de fréquence à traiter....
le bouquin de Tatie Marthe reste une bible , on le trouve encore.
