Question théorique transformateur

[KarlG]

Bonjour tous,
J'ai une petite question qui me turlupine à propos des transformateurs.

Soit un transformateur idéal (100% transmission de puissance). Disons 120V au primaire et 12V au secondaire. J'ai une résistance de 10 ohms au secondaire. Le courant au secondaire sera donc de 1,2 A, et le courant au primaire sera de 0,12 A.

Si je change la résistance au secondaire pour une 10 fois plus élevée. Les courants au secondaire et au primaire seront 10 fois moins intenses. En fait, plus j'augmente la résistance au secondaire, plus les courants diminuent. Jusque là, pas de souci.

Mais supposons que quelqu'un enlève la résistance du secondaire et laisse le circuit ouvert. C'est l'équivalent de mettre une résistance infinie. Le courant devrait tomber à zéro. Or, du côté primaire, tout ce que j'ai est une inductance qui n'a plus son vis-à-vis du côté secondaire (plus de courant au secondaire, plus de champ magnétique dans l'inductance du secondaire). Techniquement, la source du primaire est court-circuitée! Alors que le courant devrait tomber à zéro, il augmente drastiquement (et dangereusement), limité seulement par la résistance du fil de l'inductance... Qu'est-ce qui ouvre le circuit primaire et qui empêche le courant d'augmenter?

Merci!
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[penthode]

. Qu'est-ce qui ouvre le circuit primaire et qui empêche le courant d'augmenter?
Merci!

l'inductance propre du primaire , qui présente alors une impédance élevée.

sur un transfo idéal , le courant est alors nul

pratiquement il reste un petit débit correspondant aux pertes fer du transfo

plein de cours sur la toile

[Exotique]

Or, du côté primaire, tout ce que j'ai est une inductance qui n'a plus son vis-à-vis du côté secondaire (plus de courant au secondaire, plus de champ magnétique dans l'inductance du secondaire). Techniquement, la source du primaire est court-circuitée! Alors que le courant devrait tomber à zéro, il augmente drastiquement (et dangereusement), limité seulement par la résistance du fil

Il faut surtout revoir le principe du transformateur et de l'impédance.

[gienas]

Bonjour KarlG et tout le groupe

... Techniquement, la source du primaire est court-circuitée! Alors que le courant devrait tomber à zéro, il augmente drastiquement (et dangereusement), limité seulement par la résistance du fil de l'inductance... Qu'est-ce qui ouvre le circuit primaire et qui empêche le courant d'augmenter? ...

J’ignore d’où tu tiens cette contre vérité.

Si le secondaire est en l’air, il "ramène" au primaire une impédance infinie (un circuit ouvert), qui est tout le contraire d’un court circuit.

Comme rien n’est parfait, il est vrai que le courant primaire n’est pas nul, comme penthode l’explique.

Il est (le courant primaire), dans cette situation, le plus faible. Toute charge secondaire, ne fera que le faire croître.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Gwinver]

Bonjour.

KarlG a tout simplement oublié que le transformateur fonctionne en courant alternatif.
Lorsque la résistance au secondaire est infinie, le bobinage primaire se comporte comme une inductance et oppose une certaine impédance qui limite le courant.
On atteint d'ailleurs, dans ce cas, une limite de l'exercice. Le transformateur est normalement adapté à une certaine gamme d'utilisation. Ainsi, la variation de comportement en fonction de la résistance de charge ne répond au modèle simple que dans une certaine gamme. On a vu plus haut que pour une résistance infinie, le comportement est celui d'une self.

[Jean4259]

Bonjour,

De plus, secondaire ouvert, la puissance primaire est principalement réactive. La partie active est faible, environ 1,6 W/Kg pour de la tôle de qualité moyenne.

[f6bes]

Or, du côté primaire, tout ce que j'ai est une i INDUCTANCEqui n'a plus son vis-à-vis du côté secondaire (plus de courant au secondaire, plus de champ magnétique dans l'inductance du secondaire).
Merci!

Bjr à toi,
Et ça fait QUOI une INDUCTANCE en courant alternatif en terme "résistance" ??
Bonne journée

[Biname]

Bienvenue dans le monde merveilleux et déroutant du transformateur !
Ce truc-là ne fonctionne absolument pas comme on croit qu'il fonctionne.
Voir le circuit équivalent du transformateur, sans lui pas de salut et cépatou ...

[f6bes]

.

Ce truc-là ne fonctionne absolument pas comme on croit qu'il fonctionne.[quote]
Bjr à toi,
Reste à savoir à QUOI....l'on croit !
Bon WE

[KarlG]

Vos réponses ont orienté mes lectures, et j'ai lu sur l'impédance, concept que je trouve difficile à saisir. Mais je n'arrive pas à arrimer ce que je lis avec ce que @gienas m'explique.

Si le secondaire est en l'air (résistance infinie), le primaire se limite en une source CA et une bobine. L'impédance d'une bobine ne serait pas infinie comme l'explique @gienas, elle est égale à Z_L= omega L, omega étant la fréquence angulaire de la source et L l'inductance de la bobine. Le courant instantané explose en CC (omega = 0), mais il va osciller entre deux valeurs finies pour toute valeur omega>0. La puissance consommée, par contre, est nulle sur un cycle : l'énergie emmagasinée dans le champ magnétique de la bobine idéale est restituée le quart de cycle suivant. Cela me fait du sens. Ce que je lis ici est moins clair, par contre...

Respectueusement,

K

[penthode]

tu sais.... le transfo est maîtrisé de puis 130 ans....

ton problème est une méconnaissance des base du courant alternatif , notions de réactances et toussa.

tu peux jeter un zœil ici

chat-pitre courant alternatif

[Gwinver]

Bonjour.

Ce que je lis ici est moins clair, par contre...

Il faudrait expliciter ce qui ne semble pas clair.

En repartant de l'exemple donné, i.e. une résistance au secondaire qui va jusqu'à l'infini, il y a un cas : la résistance infinie qui va au delà du domaine de validité du transformateur idéal.
Le modèle en question est celui dans lequel on ne fait intervenir que le rapport d transformation.

On peut le dire ainsi:

dans une certaine de valeur de résistance connectée au secondaire, la loi de base s'applique.
Pour une résistance infinie, le comportement au primaire est celui d'une inductance de forte valeur.
Donc, il existe une valeur de résistance de charge au secondaire pour laquelle le modèle s'écarte progressivement de celui du rapport de transformation.

[KarlG]

Merci beaucoup pour votre patience. Avec vos indices et vos sources, ça prend forme. Vous savez, je ne doute pas que la théorie est connue depuis belle lurette!

D'ailleurs, en relisant les interventions après avoir consulté d'autres sources, je comprends un peu plus maintenant que la première fois que je les ai lues. Merci particulier à Gwinver. Passionnant!

Merci et bonne journée!

[f6bes]

Bjr à toi,
Se rappeler qu'une INDUCTANCE ( bobinage ) s'oppose au passage du courant en alternatif.
" s'opposer" ne veux pas dire...empéche le passage.
Donc qq chose qui s'oppose à un passage c'est identique à une résistance (limite le passage).
L'opposition au passage sera d'autant plus élevée que la fréquence de fonctionnement sera ...haute.
Bonne journée

[gienas]

Bonsoir à tous

... Se rappeler qu'une INDUCTANCE ( bobinage ) s'oppose au passage du courant en alternatif.
" s'opposer" ne veux pas dire...empéche le passage ...

Hum.

Là, j'ai "envie" de chipoter sur les termes utilisés couramment dans le monde électronique.

Il est d'usage de dire que l'inductance s'oppose au passage du courant continu.

Ce n'est donc qu'au bout "d'un certain temps", dépendant de la valeur de l'inductance, que le courant continu prendra la valeur correspondant à la résistance de la bobine en présence de la tension appliquée.

En alternatif, on parle plutôt d'impédance, qui est fixe pour une fréquence fixe (Lω), et pour dire la vérité, cette impédance détermine le courant qui va passer, plutôt que s'opposer à son passage.

L'impédance est l'équivalent en alternatif de la résistance en continu, et s'applique aux éléments inductifs et capacitifs.

Les résistances pures, elles, ne "varient" pas en fonction de la fréquence.

[Biname]

Salut,

Il est d'usage de dire que l'inductance s'oppose au passage du courant continu.

???

Ce n'est donc qu'au bout "d'un certain temps", dépendant de la valeur de l'inductance, que le courant continu prendra la valeur correspondant à la résistance de la bobine en présence de la tension appliquée.

Ici, on a un transformateur, on peut donc supposer qu'il possède un noyau ferromagnétique, dans ce cas, la valeur de l'inductance varie avec la saturation du noyau, saturation qui, pour un transformateur secteur, est maximale à vide.

En alternatif, on parle plutôt d'impédance, qui est fixe pour une fréquence fixe (Lω), et pour dire la vérité, cette impédance détermine le courant qui va passer, plutôt que s'opposer à son passage.

L'impédance est l'équivalent en alternatif de la résistance en continu, et s'applique aux éléments inductifs et capacitifs.

Et aucune énergie n'est dissipée dans une inductance 'pure', elle est accumulée et puis rendue.

Les résistances pures, elles, ne "varient" pas en fonction de la fréquence.

[Exotique]

Ici, on a un transformateur, on peut donc supposer qu'il possède un noyau ferromagnétique, dans ce cas, la valeur de l'inductance varie avec la saturation du noyau, saturation qui, pour un transformateur secteur, est maximale à vide.

Clairement non et fort heureusement.

[Biname]

Clairement non et fort heureusement.

Quelle belle assurance !
Pourquoi heureusement ?

[Exotique]

Si la saturation est maximale à vide tu vas avoir des problèmes avec ton patron et avec tes clients.
Je pense que tu t'aies mal exprimé.

[Biname]

Si la saturation est maximale à vide tu vas avoir des problèmes avec ton patron et avec tes clients.
Je pense que tu t'aies mal exprimé.

C'est peut être vrai ? Qu'aurais-je dû écrire ?

[Exotique]

Ici, on a un transformateur, on peut donc supposer qu'il possède un noyau ferromagnétique, dans ce cas, la valeur de l'inductance varie avec le niveau de saturation du noyau, saturation qui, pour un transformateur secteur (ou autres) ne doit jamais être atteinte.

On s'arrange toujours pour rester dans la zone linéaire de l'hystérésis, en tenant compte de la variation max de tension et du niveau max de courant (on prend de la marge).
Un bon transformateur secteur type tôles au silicium doit avoir des pertes fer minimum à vide, qui se traduit par le fait que le courant résiduel au primaire est minimum.
Si la zone non linéaire (le haut de la courbe de saturation) est explorée alors les pertes vont s'élever rapidement.
Donc la saturation ne doit pas exister comme situation, ni à vide ni en charge.

[Exotique]

Il existe des cas où on cherche la situation de saturation, par exemple les transformateurs auto-oscillants, mais c'est une autre histoire.

[gienas]

Bonsoir à tous

C'est peut être vrai ? Qu'aurais-je dû écrire ?

Pour moi, le transfo ne doit surtout jamais saturer.

Il doit être calculé pour ne pas atteindre la saturation, et l'induction est indépendante de la charge.


Édit: grillé par Exotique soi-même.

[Biname]

Ici, on a un transformateur, on peut donc supposer qu'il possède un noyau ferromagnétique, dans ce cas, la valeur de l'inductance varie avec le niveau de saturation du noyau, saturation qui, pour un transformateur secteur (ou autres) ne doit jamais être atteinte.

Elle commence quand la saturation ? Lorsque -Br>B et B>Br ? r pour rémanente ?
Exiger un comportement linéaire du noyau nécessiterait des noyaux énormes !
Tracez le courant à vide des transformateurs secteur qui vous entourent, vous verrez que la trace n'a rien de sinusoïdale.
Ce courant à vide est essentiellement réactif, ne provoque aucun échauffement et n'est pas facturé ??? dit-on.

Je vous passe le courant d'appel lors de la mise sous tension ...

[penthode]

Il existe des cas où on cherche la situation de saturation, par exemple les transformateurs auto-oscillants, mais c'est une autre histoire.

et les défunts régulateurs de tension des débuts de la TV