inter_10

Le transformateurExercice 1Soit un transformateur 230 V – 40 V de 25 VA.Donner le rapport de transformation.Donner l'intensité maximale disponible sur le secondaire.

Exercice 2Pour chacun des cas suivants, en utilisant le tableau ci-dessous, donner toutes les références des transformateurspossible.1) Secondaire 12 V – 100 mA 3) Secondaire 12 V – 4 A

Encombrement maximum 70 × 70 mm Poids maximum 1,6 kg2) Secondaire 24 V – 0,2 A

Encombrement maximum 50 × 50 mmPrincipales Caractéristiques

Généralités1) Pour obtenir le courant nominal autorisé pour chaque secondaire, il suffit de diviser la puissance du transformateur par la tension maximum disponible au

secondaire.

Exemple : un transformateur 2 × 9 V – 75 VA peut débiter75 18

=4,2 A environ par secondaire.

2) Combinaison de secondaires :Mise en série : la tension de sortie est doublée. Exemple : cas d'un transformateur 2 × 9 V – 75 VA, on obtient 1 × 18 V – 4,2 AMise en parallèle : le courant disponible au secondaire est doublé. Exemple : cas d'un transformateur 2 × 9 V – 75 VA, on obtient 1 × 9 V – 8,4 A

3) Pour obtenir la tension continue théorique disponible après redressement double alternance et filtrage, il suffit de multiplier la tension du secondaire par2≃1,414 . En pratique, il convient de diminuer le résultat de la chute de tension dans le pont de diodes, soit environ 2 volts.

Exemple : la tension continue disponible à partir d'un transformateur 24 V sera 24 ×22 ≃32 V .

Transformateurs standardTransformateur imprégnés.Classe B.Primaire 220 V.� Jusqu'à 5 VA : sorties à picots pour montage sur circuit imprimé. Avec étrier.� A partir de 10 VA : fixation sur châssis par étrier.� A partir de 100 VA : fixation sur châssis par équerre.

Puissance Secondaire Circuit magnétique(mm)

Poids(kg)

Réf.Sélectronique Puissance Secondaire Circuit magnétique

(mm)Poids(kg)

Réf.Sélectronique

3 VA

2 × 6 V

2 × 9 V

2 × 12 V

2 × 15 V

2 × 18 V

2 × 24 V

32 × 39 0,125

43.5405

43.5406

43.5407

43.5408

43.5409

43.5410

26 VA

2 × 6 V

2 × 9 V

2 × 12 V

2 × 15 V

2 × 18 V

2 × 18 V

50 × 60 0,6

43.5429

43.5430

43.5431

43.5432

43.5433

43.5434

5 VA

2 × 6 V

2 × 9 V

2 × 12 V

2 × 15 V

2 × 18 V

2 × 24 V

35 × 42 0,150

43.5411

43.5412

43.5413

43.5414

43.5415

43.5416

46 VA

2 × 6 V

2 × 9 V

2 × 12 V

2 × 15 V

2 × 18 V

2 × 24 V

62 × 75 0,8

43.5435

43.5436

43.5437

43.5438

43.5439

43.5440

10 VA

2 × 6 V

2 × 9 V

2 × 12 V

2 × 15 V

2 × 18 V

40 × 48 0,25

43.5417

43.5418

43.5419

43.5420

43.5421

75 VA

2 × 6 V

2 × 9 V

2 × 12 V

2 × 15 V

2 × 18 V

2 × 24 V

70 × 84 1,5

43.5442

43.5443

43.5444

43.5445

43.5446

43.5447

16 VA

2 × 6 V

2 × 9 V

2 × 12 V

2 × 15 V

2 × 18 V

50 × 60 0,5

43.5423

43.5424

43.5425

43.5426

43.5427

100 VA

2 × 6 V

2 × 9 V

2 × 12 V

2 × 15 V

2 × 18 V

2 × 24 V

80 × 96 1,8

43.5450

43.5451

43.5452

43.5453

43.5454

43.5455

inter_10.sxw novembre 2003 1/3 Interrogation Électronique analogique

Le transformateur

Exercice3 : Choix de transformateurSoient les caractéristiques d'un transformateur : transformateur 6 VA (3 VA parenroulement secondaire). Secondaire : 2 x 6 V c.a. (c.a. signifie que la valeur est unevaleur efficace). Primaire : 220 V c.a. ; 50/60 Hz. Le secondaire de ce transformateurpossède deux enroulements N1, et N2.1. Rappeler la relation liant U1eff, U2eff, N1 et N2 dans un transformateur. Si N1 = 440

spires, donner le nombre de spires de l'enroulement N21, et de l'enroulement N22.2. En série : la mise en série des enroulements secondaires se fait par la connexion des broches 5 et 6 entre

a) Calculer N2 = N21 + N22

b) Calculer alors le rapport N2/N1.c) Donner alors la valeur de la tension secondaire quand les deux enroulements sont en série (primaire

alimenté sous 220 V c.a.).d) Rappeler la relation liant la puissance apparente à la tension et au courant secondaire.e) Calculer la valeur efficace du courant nominal maximal autorisé au secondaire en configuration série.

3. En parallèle : la mise en parallèle des enroulements secondaires se fait par les connexions des broches 4 et 6et des broches 5 et 7. La sortie se fait alors entre ces deux connexions.a) Quelle est la valeur de la tension disponible au secondaire (primaire alimenté sous 220 V c.a.) ?b) Calculer la nouvelle valeur efficace du courant nominal maximum autorisé au secondaire.

4. Remplir le tableau du document réponse (primaire alimenté sous 220 V c.a.).

Exercice 4 : alimentation 1 er approche En sortie du transformateur, on souhaiteavoir une tension sinusoïdale V2,d'amplitude 12 volts.1. Choix du transformateur

a) Rappeler la relation liant l'amplitu-de d'une tension sinusoïdale à savaleur efficace.

b) Pour les transformateurs Tl à T4,donner la valeur de l'amplitude dela tension secondaire Pour celacompléter le tableau du documentréponse.

c) Quel transformateur choisir pour cette application ?2. Forme du courant

a) Calculer m. Rappeler la relation liant i1(t) à m et i2(t). On suppose i1(t) et i2(t) en phase.b) On sait que le courant Is est constant et de valeur 400 mA. Nous simplifions le pont redresseur à diode en

donnant son schéma équivalent pour V2(t) > 0 et pour V2(t) < 0. Compléter alors les chronogrammes dudocument réponse.

V2(t) > 0 V2(t) < 0

c) Donner les valeurs de I1M, I1m, V2M et V2m.


4

56

7

N21

N22

N1

T1

D3 D1

D2D4

Charge àalimenter

V1

I1

V2

I2 ID1

ID3

ID4 ID2IS

D3 D1

D2D4

V2

I2

IS

D3 D1

D2D4

V2

I2

IS

Le transformateur

Document réponse

Tableau de l'exercice 3 question 4

ConfigurationIndépendant

Enroulement N1 Enroulement N2Série Parallèle

PuissanceTension secondaireCourant secondaire

Tableau de l'exercice 4 question 1b

Transformateur(220 V au primaire) Tl T2 T3 T4

Tension secondaire efficace 6 V 9 V 12 V 15 VAmplitude de la tension au

secondaire

Chronogrammes de l'exercice 4 question 2b


t

V2V2M

V2m

t

ID1500 mA

-500 mA

t

ID2500 mA

-500 mA

t

ID3500 mA

-500 mA

t

ID4500 mA

-500 mA

t

I2500 mA

-500 mA

t

I1I1M

I1m

10 ms 20 ms 30 ms 40 ms 50 ms

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