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Question théorique transformateur



  1. #1
    KarlG

    Question théorique transformateur


    ------

    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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  3. #2
    penthode

    Re : Question théorique transformateur

    Citation Envoyé par KarlG Voir le message
    . 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
    Dernière modification par penthode ; 27/11/2020 à 07h39.
    J'aime les gens qui doutent les gens qui trop écoutent leur cœur se balancer

  4. #3
    Exotique

    Re : Question théorique transformateur

    Citation Envoyé par KarlG Voir le message
    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.

  5. #4
    gienas
    Modérateur

    Re : Question théorique transformateur

    Bonjour KarlG et tout le groupe

    Citation Envoyé par KarlG Voir le message
    ... 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.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    Gwinver

    Re : Question théorique transformateur

    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.

  8. #6
    Jean4259

    Re : Question théorique transformateur

    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.

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  10. #7
    f6bes

    Re : Question théorique transformateur

    Citation Envoyé par KarlG Voir le message
    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

  11. #8
    Biname

    Re : Question théorique transformateur

    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 ...

  12. #9
    f6bes

    Re : Question théorique transformateur

    Citation Envoyé par Biname Voir le message
    .
    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

  13. #10
    KarlG

    Re : Question théorique transformateur

    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 ZL= 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

  14. #11
    penthode

    Re : Question théorique transformateur

    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
    J'aime les gens qui doutent les gens qui trop écoutent leur cœur se balancer

  15. #12
    Gwinver

    Re : Question théorique transformateur

    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.

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  17. #13
    KarlG

    Re : Question théorique transformateur

    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!

  18. #14
    f6bes

    Re : Question théorique transformateur

    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

  19. #15
    gienas
    Modérateur

    Re : Question théorique transformateur

    Bonsoir à tous

    Citation Envoyé par f6bes Voir le message
    ... 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.

  20. #16
    Biname

    Re : Question théorique transformateur

    Salut,
    Citation Envoyé par gienas Voir le message
    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.

  21. #17
    Exotique

    Re : Question théorique transformateur

    Citation Envoyé par Biname Voir le message
    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.

  22. #18
    Biname

    Re : Question théorique transformateur

    Citation Envoyé par Exotique Voir le message
    Clairement non et fort heureusement.
    Quelle belle assurance !
    Pourquoi heureusement ?

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  24. #19
    Exotique

    Re : Question théorique transformateur

    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.
    Sans pile, on perd la face. (Pierre Desproges)

  25. #20
    Biname

    Re : Question théorique transformateur

    Citation Envoyé par Exotique Voir le message
    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 ?

  26. #21
    Exotique

    Re : Question théorique transformateur

    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.
    Dernière modification par Exotique ; 01/12/2020 à 17h34.
    Sans pile, on perd la face. (Pierre Desproges)

  27. #22
    Exotique

    Re : Question théorique transformateur

    Il existe des cas où on cherche la situation de saturation, par exemple les transformateurs auto-oscillants, mais c'est une autre histoire.
    Sans pile, on perd la face. (Pierre Desproges)

  28. #23
    gienas
    Modérateur

    Re : Question théorique transformateur

    Bonsoir à tous

    Citation Envoyé par Biname Voir le message
    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.
    Dernière modification par gienas ; 01/12/2020 à 17h39.

  29. #24
    Biname

    Re : Question théorique transformateur

    Citation Envoyé par Exotique Voir le message
    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 ...

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  31. #25
    penthode

    Re : Question théorique transformateur

    Citation Envoyé par Exotique Voir le message
    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
    Images attachées Images attachées  
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