Manipulations
Remarque :
ATTENTION :
2.1 Mesures préliminaires
Avant tout branchement, mesurer à l'ohmmètre les résistances
et
des bobinages primaires et secondaires.
Résistances | Valeurs (Ω) |
| |
|
2.2 Transformateur à vide (
)
L'objectif est de déterminer :
le rapport de transformation
l'évolution de l'intensité du courant électrique
en fonction de
d'estimer les pertes fer
, et donc les valeurs de
et
grâce aux relations suivantes :
Protocole expérimental :
Connecter le primaire du transformateur avec le variac de tension réglable entre 0 V et 220 V efficaces. Mettre un voltmètre aux bornes du primaire et du secondaire. Ajouter un ampèremètre dans le primaire.
Pour 20 valeurs de la tension
comprise entre 0 V et 220 V, mesurer
et
. Remplir le tableau.
10
110
20
120
30
130
40
140
50
150
60
160
70
170
80
180
90
190
100
200
Tracer la courbe
.Mesurer la pente de la droite.
En déduire le rapport de transformation
.Pente
Rapport m
Tracer la courbe
Commenter cette courbe.
Ajouter un Wattmètre dans le circuit primaire. Mesurer pour la tension
réglée à 150 V les pertes fer
. En déduire le terme
.
(W) à 150V
à 150 VDéterminer les valeurs de
et
. Comparer
à
. Conclusions?
à 150 V
à 150 VMettre la tension du variac à 20 V, et l'éteindre.
2.3 Transformateur en charge
L'objectif est de déterminer pour une tension primaire fixée à 150 V :
— la valeur de la résistance
du circuit équivalent dans l'approximation de Kapp (figure ci-dessous),
— la valeur de l'inductance
.
La puissance dissipée en court-circuit dans le transformateur est maintenant :
Protocole expérimental :
Le circuit primaire est identique au montage précédent. Changer les calibres de l' ampèremètre pour qu'il puisse mesurer des ampères.
Connecter au secondaire l'interrupteur K ainsi qu'un second ampèremètre.
Retirer le voltmètre.
Mettre en marche le variac et le régler sur 150 V.
Fermer l'interrupteur K
pendant un bref instant et mesurer les grandeurs
,
,
(puissance dissipée dans le transformateur).Ouvrir l'interrupteur K et abaisser la tension du variac à 20 V, puis éteignez le.
Grandeurs
Valeurs à 150 V
En déduire la valeur de la résistance
.Grâce au diagramme de Fresnel à représenter à l'échelle, calculer
.
La relation entre
et
est-elle vérifiée ?Calculer théoriquement
. Le comparer à la valeur expérimentale.Grandeurs
Valeurs à 150 V
expérimental
expérimental
Théorique
2.4 Mesure du cycle d'hystérésis
Cette partie est consacrée à l'étude du cycle d'hystérésis dans le cas d'un noyau de fer doux, puis dans le cas d'un noyau de fer à lamelles.
Le montage expérimental est composé d'un transformateur dont le noyau peut être changé.
Une alimentation continue délivre une tension variable aux bornes des deux bobines reliées en série.
Ces deux bobines créent un champ magnétique
proportionnel au courant I qui les traverse, et induit une magnétisation dans le noyau métallique.
Le champ magnétique résultant
est mesuré à l'aide d'une sonde à effet Hall.
Les mesures sont enregistrées sur un PC.
Un interrupteur permet d'inverser le sens du courant, et par conséquent le sens de
afin de décrire la courbe d'hystérésis dans sa totalité
Protocole expérimental :
Lancer le logiciel "Measure", cliquer sur "Starts a new measurement" et vérifier que la fenêtre apparait telle que sur la figure suivante et cliquer sur continuer:
Les indicateurs apparaissent comme sur la copie d'écran:
Mettre le noyau de fer. Limiter le courant à 5 A sur la source de tension.
A chaque changement de tension, enregistrer les valeurs en appuyant sur la barre d'espace (ou "Save value").
Une fois la flux magnétique arrivé à sa valeur maximale (il ne doit pas dépasser 1000 mT), diminuer progressivement la tension et continuer à enregistrer les points.
Quand la source est à 0 V, utiliser l'interrupteur pour changer la polarité et recommencer les étapes précédentes.
Refaire la même expérience, mais en utilisant le noyau lamellisé.
Tracer les courbes d'hystérésis comme indiqué sur la feuille affichée en TP.
Conclusions.
