Etude du transformateur
Référence : EXP 400 050
Ce kit permettant l'étude expérimental des transformateurs comprend un circuit magnétique et une série de bobines et d'accessoires variés: deux bobines de 250 spires, deux bobines de 500 spires, une bobine de 1000 spires, une bobine de 135 spires, une bobine de 5 spires, une paire de pôles, un élément en acier trempé et un en fer doux, ainsi qu?une spire creuse. Toutes les bobines sont munies de douilles de sécurité Ø 4 mm et sont recouvertes d'un capot plastique isolant rendant inaccessible le bobinage.
VERIFICATION DE LA RELATION ENTRE LES TENSIONS AUX BORNES DE CHAQUE BOBINE
Un transformateur monophasé est constitué de deux parties essentielles : un circuit magnétique (dit "fer") et deux bobines de cuivre que l'on place sur chaque branche du circuit. Une première bobine est alimentée à l'aide d'une tension sinusoïdale. Elle devient alors la primaire. Le transformateur transfère l'énergie issue de la primaire vers la secondaire par induction magnétique. La tension apparue aux bornes de la secondaire peut être mesurée. En modifiant le nombre de spires de la primaire et de la secondaire, nous pouvons mesurer les différents rapports de tension et vérifier expérimentalement leur égalité avec les rapports de nombre de spires (soit le rapport de transformation).
ETUDE DES PERTES DU TRANSFORMATEUR
Le transformateur monophasé n'est pas un transformateur idéal. En connectant différentes charges (à l'aide d'un rhéostat) en sortie de la secondaire, nous pouvons mesurer le rendement entre puissance absorbée et puissance restituée par la primaire vers la secondaire. Cet exemple de mesure permet de mettre en évidence l'existence de pertes au niveau du transformateur. L'étude du transformateur à vide (c'est-à-dire sans charge derrière la secondaire) permet de déterminer les pertes liées au fer (pertes par hystérésis et par courants de Foucault). Une série de mesures peut être réalisée en alternant le nombre de spires des bobines primaire et secondaire et en variant la tension d'alimentation. A partir des mesures de tension, de courant et de déphasage (réalisées grâce à l'oscilloscope et la sonde ampèremétrique), nous pouvons calculée ainsi les pertes du fer et démontrer leur linéarité en fonction du carrée de la tension efficace. Enfin, une seconde étude, en court-circuit cette fois, permet quant à elle de déterminer les pertes liées aux résistances des enroulements de cuivre de chaque bobine : ce sont les pertes par effet Joule.
EXPERIENCES AUTOUR DU MAGNETISME
Une série d'accessoires fournis avec le transformateur monophasé permet de mettre en évidence plusieurs phénomènes physiques liés au magnétisme. Par exemple, en plaçant la spire creuse autour d'une des branches du transformateur, nous pouvons constater son échauffement lorsqu'elle est soumise au champ magnétique généré par une bobine. Ceci permet de démontrer le principe du chauffage par induction. La bobine 5 spires permet quant à elle de générer des courants élevés et de montrer le principe de soudage par point. Pour finir, le dispositif pour courants de Foucault montre le comportement d'un matériau soumis à un champ magnétique. Le ralentissement du disque plein en aluminium confirme la présence des courants de Foucault induits dans les matériaux métalliques soumis à un champ magnétique variable et permet d'aborder le principe du freinage par courant de Foucault.
SUJETS ABORDES
> étude du transformateur
> Pertes par hystérésis
> Pertes par courants de Foucault
> Pertes par effet Joule
> Rapport de transformation
COMPOSITION
EXP400051 Etude du transformateur (BASE)
| Référence | Désignation | quantité |
| PED021370 | Kit d'étude du transformateur | 1 | | PAM067690 | Kit du courant de Foucault | 1 |
COMPOSITION
EXP400050 Etude du transformateur (COMPLET)
| Référence | Désignation | quantité |
| PED021370 | Kit d'étude du transformateur | 1 | | PAM067690 | Kit du courant de Foucault | 1 | | PMM062012 | Autotransformateur | 1 | | PMM062220 | Alimentation réglable double | 1 | | PEM080030 | Cordons noirs, 100 cm - lot de 10 | 1 | | PEM080031 | Cordons rouges, 100 cm - lot de 10 | 1 | | EMD018015 | Oscilloscope numérique 2x100 MHz | 1 | | PMM062332 | Pince ampèremétrique | 1 | | PMM064000 | Rhéostat 320 W | 1 | | PEM063700 | Adaptateur BNC/douilles 4 mm | 2 |
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GENIE ELECTRIQUE
QCM
