🤔 Types de pertes

Cet exercice est un problème ouvert. Il nécessite de prendre des initiatives et de faire des choix dans la modélisation. Des approximations et des estimations sont souvent nécessaires pour arriver à une solution.

Un extrait de l’emballage d’un transformateur est reproduit ci-dessous. Ce type de transformateur est utilisé pour alimenter des lampes (modélisables par des résistors) à partir du réseau électrique domestique.

La notation “Pno” indique la puissance absorbée par le transformateur lorsqu’il n’alimente aucune charge (c’est-à-dire lorsque le secondaire est en circuit ouvert).

Calculer les pertes cuivres et les pertes fer du transformateur lorsqu’il alimente une charge de puissance maximale.

Coup de pouce 1
Les pertes fer dépendent-elles du courant dans le secondaire ?
Coup de pouce 2
Calculer la puissance reçue par le primaire en utilisant les tensions et courants efficaces ainsi que le facteur de puissance.
Coup de pouce 3
Calculer la puissance fournie par le secondaire en utilisant les tensions et courants efficaces.
Coup de pouce 4
Les pertes totales sont la différence entre la puissance reçue par le primaire et la puissance fournie par le secondaire.
Corrigé

Les pertes fer ne dépendent pas du courant dans le secondaire. Elles sont donc égales à la puissance absorbée par le transformateur en circuit ouvert : 0,47⁠ ⁠W.

En charge maximale, la puissance reçue par le primaire est 𝑈1eff𝐼1effcos(𝜑)=230×0.26×0.99=5,9⋅101 W

La charge étant purement résistive, la puissance fournie par le secondaire est 𝑈2eff𝐼2eff=5,6⋅101 W

Les pertes totales dans le transformateur sont donc 𝑈1eff𝐼1effcos(𝜑)−𝑈2eff𝐼2eff≈3 W

Les pertes cuivres sont donc 𝑃cuivre=𝑃pertes totales−𝑃fer≈2 W. Les pertes sont majoritairement sous forme de pertes cuivres.

Le rendement du transformateur en charge maximale est donc 𝜂=𝑈2eff𝐼2eff𝑈1eff𝐼1effcos(𝜑)≈1.