Panorama des transformateurs
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Autres transfos (TI, Autotransformateur, variable...)
Un transformateur avec au secondaire une seule spire en court-circuit !
Le principe décrit dans la vidéo est utilisé sur des pistolets à souder instantanés :
La panne est résistive et ferme un circuit secondaire constitué de très peu de spires. On utilise aussi un transformateur à secondaire très très basse tension (quelques Volts) pour la soudure par points2 tiges pressent des plaques métalliques (conductrices électriques) alors qu'une impulsion électrique est envoyée. Le métal fond créant une goutte constituée d'un peu des 2 plaques : le fameux point !
Voir le lien en fin de cours !
Enfin, alimenté par une fréquence élevée pour augmenter les pertes fer, les chauffes par induction exploitent aussi ce principe du transformateur, le secondaire étant là un axeExploité en industrie, une bobine entour un axe qui sera chauffé à cœur instantanément ou une simple casseroleLes fameuses plaques à induction de vos cuisinières ! !
Vidéo : Comprendre la pince ampèremétrique !
La pince ampèremétrique est un transformateur élévateur Usuellement, on nomme un transformateur en fonction de son comportement en tension.
La pince ampèremétrique diminue l'intensité et augmente donc d'autant la tension.que l'on utilise pour sa propriété diviseur d'intensité. Une seule spire au primaire qui est en fait le câble dont on mesure l'intensitéCe câble fait partie du circuit à mesurer, il devient donc le primaire de la pince ampèremétrique ! grâce au champ magnétique récolté et généralement 100 à plusieurs milliers de spiresIci un TI (transfo d'intensité ou TC pour transfo de courant) qui a explosé !
au secondaire !Nous verrons qu'il serait dangereux d'ailleurs de ne pas laisser le secondaire en court-circuit !
TI : transformateur d'intensité
Il est plus aisé de mesurer des intensités faibles !
Le TI ou TCTI : Transformateur d'Intensité
TC : Transformateur de Courant, c'est la même chose, un choix de language, intensité exprime l'unité, courant est moins précis mais plus utilisé... est un abaisseur d'intensité et donc un élévateur de tensionEn élevant la tension, on abaisse l'intensité !
Mais attention !
Risque d'explosion en cas de non consommation de cette intensité (voir 3° onglet ci-dessous)
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A gauche, un tore de mesure qui fait la somme vectorielle des 3 filsIl permet justement ici de mesurer le déséquilibre, au milieu le schéma d'un TI, à droite la pince ampèremétrique.
Prenons le schéma central, l'intensité I qui circule dans le tore, due au circuit à mesurer, constitue le primaire de ce transformateur. Sur notre dessin, le secondaire compte 10 spires et se comporte ainsi comme un élévateur de tension × 10 et abaisseur d'intensité / 10. Ainsi, dans cet exemple l'intensité mesurée est 10 fois plus faible que celle du primaire. Les TITI ou T.I ou encore TC T.C. Le nom adéquat est Transformateur d'Intensité, TC désigne Transfo de Courant, le courant ne désignant pas une grandeur physique mais un mot générique, son usage n'est pas très correct...
Dans tous les cas le TI est un élévateur de tension, abaisseur d'intensité. ont des rapports pouvant dépasser 1:1000 !
Le TI doit toujours être en court-circuit ! Prenons un exemple avec un TI 1:100 et Ip (Intensité primaire) = 500 A. Is (secondaire) = 5 A. Us = Is × 5 A. 5 A car le secondaire est en court-circuit via le shunt ! Or, si le secondaire est 'laissé en l'air', Us = Is × ∞ = ∞ ! Et donc risque d'explosion comme l'écran suivant vous le montrera... Il convient donc de toujours laisser le shuntLe shunt est une résistance faible dans laquelle on mesure la tension pour en déduire l'intensité I = U / Rshunt relié !
Voici des tores ayant explosé suite à l'ouverture du shunt ce qui annule l'intensité. Le transformateur génère alors une violente surtension pour tenter de maintenir l'intensité ! Cela le détruira...
Le TI ou TCTI : Transformateur d'Intensité
TC : Transformateur de Courant, c'est la même chose, un choix de language, intensité exprime l'unité, courant est moins précis mais plus utilisé... est un abaisseur d'intensité et donc un élévateur de tensionEn élevant la tension, on abaisse l'intensité !
Mais attention !
Risque d'explosion en cas de non consommation de cette intensité (voir 3° onglet ci-dessous)
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A gauche, un tore de mesure qui fait la somme vectorielle des 3 filsIl permet justement ici de mesurer le déséquilibre, au milieu le schéma d'un TI, à droite la pince ampèremétrique.
Prenons le schéma central, l'intensité I qui circule dans le tore, due au circuit à mesurer, constitue le primaire de ce transformateur. Sur notre dessin, le secondaire compte 10 spires et se comporte ainsi comme un élévateur de tension × 10 et abaisseur d'intensité / 10. Ainsi, dans cet exemple l'intensité mesurée est 10 fois plus faible que celle du primaire. Les TITI ou T.I ou encore TC T.C. Le nom adéquat est Transformateur d'Intensité, TC désigne Transfo de Courant, le courant ne désignant pas une grandeur physique mais un mot générique, son usage n'est pas très correct...
Dans tous les cas le TI est un élévateur de tension, abaisseur d'intensité. ont des rapports pouvant dépasser 1:1000 !
Le TI doit toujours être en court-circuit ! Prenons un exemple avec un TI 1:100 et Ip (Intensité primaire) = 500 A. Is (secondaire) = 5 A. Us = Is × 5 A. 5 A car le secondaire est en court-circuit via le shunt ! Or, si le secondaire est 'laissé en l'air', Us = Is × ∞ = ∞ ! Et donc risque d'explosion comme l'écran suivant vous le montrera... Il convient donc de toujours laisser le shuntLe shunt est une résistance faible dans laquelle on mesure la tension pour en déduire l'intensité I = U / Rshunt relié !
Voici des tores ayant explosé suite à l'ouverture du shunt ce qui annule l'intensité. Le transformateur génère alors une violente surtension pour tenter de maintenir l'intensité ! Cela le détruira...
AutoTransformateur et transfo variable
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L'autotransformateur n'utilise qu'une bobine, dont une ponction sert de 'secondaire'. Ce transfo est aussi réversible. La bobine étant de même section, le rendement est moyen mais on économise 1 enroulement, il était de fait utilisé en France dans les années du passage de 110 V vers 220 V pour que les particuliers ne changent pas certains appareils coûteux (machines à coudre, réfrigérateurs...). Il peut s'avérer dangereux, comme on va le voir au prochain écran ! Il permet aussi d'augmenterEn effet, si l'on alimente le primaire sur (exemple) 80 % de l'enroulement total, on pourra augmenter la tension de 20% en se raccordant aux 100% de la bobine !
De la même manière, si l'on injecte 115 V à l'enroulement de droite noté secondaire ci-dessus, il devient primaire et créé du 230 V sur l'enroulement de gauche devenu secondaire... la tension du réseau facilement.
Si l'on inverse neutre et phase, en sortie il n'y aura plus de neutre mais une phase complète et une phase partielle... Enfin l'autotransformateur n'assure aucune séparation des circuits : pas d'isolation galvanique !
Il existe aussi des autotransformateurs et des transfos dont le secondaire est réglable progressivementL'analogie mécanique est valable avec les systèmes mécaniques à variation continue obtenus via des courroies ou chaines et flasques coniques....
Ainsi Us Varie de 0 à Ub, tension bobine. Le 'pas' de variation est égal à la constante en Volt/tour du transfo ou autotransformateur.
Voici un autotransformateur réglable de puissance 1 kVA. Très pratique il permet de faire varier Us de 0 à la tension d'alimentation + 20% grâce aux spires supplémentaires.
Son principal usage est le dépannage électronique : en SAVS.A.V. Service Après Vente on l'utilise pour faire monter progressivement la tension voire la dépasser afin de valider un dépannage...
Attention au sens de branchement !
Enfin, un transformateur TBTSTrès Basse Tension de Sécurité provenant d'un ancien train électrique... La tension varie de 0 à 15 Volts pour modifier la vitesse du train ! Aucun risque ici, l'isolement galvanique est assuré : 2 bobines !
Transfo isolement
A droite, le primaire dont une des bornes est reliée au neutre lui-même relié à la terreVoir la terre et les schémas de liaison au besoin. L'autre borne est reliée à la phase. En cas de contact de la main avec la phase : le courant peut se rebouclerSi la main est sur le fil, les pieds eux, sont sur terre... via la terre.
Coté secondaire aucun risque : aucune borne de la bobine n'est référencée, on appelle cela une tension flottanteNon reliée à la terre, autorisée uniquement pour une seule alimentation d'un seul appareil. Notez la prise limitée à 50 VA et sans connexion de 'terre' PE (protection électrique)
.Généralement en double isolation, ces transfos peuvent aussi avoir leur carcasse reliée à la terre auquel cas l'écran électrostatique Cet écran permet d'éviter l'effet capacitif entre les 2 bobines (impulsion HF due par exemple à l'orage) en l'écoulant par la masse jusqu'à la terre.
incorporera un feuillard relié à la masse et à la PEProtection Electrique et suivant le schéma de neutre : La 'terre'..Autres transformateurs
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Le différentiel possède 2 primaires en monophasé, 3 ou 4 en triphasé (avec ou sans neutre). Si la somme des champs magnétiques n'est pas nulle, la bobine noire est soumise à une tension induite et déclenche la sécurité ouvrant le circuit.
Le transformateur d'impulsion reprend une architecture classique avec un noyau HF (Haute Fréquence). Il sert notamment à piloter des thyristors, tout en préservant l'électronique grâce à l'isolement galvanique. Il est généralement égalitaire, sa fonction étant la séparation des circuits.
Le transfo d'impédance sert à transporter le son à longue distance. C'est un couple élévateur/abaisseur comme en distribution électrique avec les mêmes avantages : limiter les pertes et économiser du cuivreEn diminuant l'intensité, on peut diminuer la section des fils et limiter la puissance perdue en chaleur (pertes Joule : P = R × I²).
En jouant sur le rapport U, I on modifie l'impédance Généralement 100 Ω pour la partie haute impédance, 8 ou 16 pour l'autre soit un rapport de 12.5 à 6.25... :
Z = U / I dont il tire son nom.
Invité, affichez le quiz :
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Cours extrait des stages : INDUSELEC & HABPROELEC
Stage : INDUSELEC
