tp physique etude d'un transformateur - Promo 2015 ENSGSI

MAHU Gaëtan
MEYER Vivien
SERRIERE Ludivine
TP PHYSIQUE
ETUDE D’UN TRANSFORMATEUR
1/11

ETUDE DU RAPPORT DE TRANSFORMATION
Un transformateur est constitué de deux parties essentielles : un circuit magnétique et des
enroulements. Le circuit magnétique (ou noyau ferromagnétique) est aimanté et soumis à un champ
magnétique variable au cours du temps et est isolé des enroulements. Ces derniers n’ont pas la
même taille et ne possèdent pas le même nombre de spires. Le paramètre changeant entre les deux
enroulements primaires et secondaires est le nombre de spires.
On va donc étudier les caractéristiques d’un transformateur d’étude à l’aide du montage ci-dessous.
Dans notre cas, le transformateur utilisé nous permet de choisir entre 4 combinaisons différentes :
en effet, pour la bobine primaire, on peut choisir entre 1000 et 500 spires suivant l’emplacement des
branchements, et pour la bobine secondaire, nous avons le choix entre 250 et 125 spires.
3/11

REDRESSAGE
On reprend le montage précédent avec 500 spires à la première bobine, 250 à la deuxième, une
tension de 2V et une résistance de 10000Ω. On rajoute également une diode dans le circuit, dont la
particularité est de ne laisser passer le courant que dans un sens. On obtient donc le circuit suivant :
On observe les tensions obtenues sur l’oscilloscope. On peut constater que les tensions en entrée et
en sortie sont quasiment identiques lorsqu’on se place dans la partie positive, à 560mV près.
Cependant, lorsque la tension en entrée est négative, la tension mesurée en sortie est nulle du fait
de la diode qui ne laisse passer le courant que dans un sens. Elle permet donc de redresser le courant
en éliminant les alternances négatives.
Bobine primaire (1)
Bobine Secondaire (2)
Tension en sortie
nulle à cause de
la diode
Différence
d’amplitude entre
la tension en
entrée et la
tension en sortie
7/11

On prend maintenant une résistance plus faible de 20Ω. On obtient donc

PONT DE GRAETZ
Le principe d’un montage comportant un pont de Graetz est d’associer 4 diodes afin de redresser
toutes les alternances négatives sans les supprimer. L’avantage de ce montage est qu’il ne nécessite
pas de transformateur spécial et la valeur des diodes bloquées est égale à l’inverse de la tension
maximale appliquée au pont. Il n’est donc plus nécessaire d’avoir une grande résistance ou une
grande capacité de condensateur pour combler les chutes de tension.
Diodes
passantes
Diodes
bloquées
Sens de
passage du
courant
Après avoir réalisé un montage avec un pont de Graetz, on a pu observer à l’oscilloscope les courbes
ci-dessous. Les crêtes sont censées avoir les mêmes amplitudes, cette différence est due à un faux
contact à l’intérieur du pont. On peut donc bien voir que même les tensions négatives deviennent
positives grâce à un tel montage.
Tension en sortie
positive et
tension en entrée
négative
10/11

UTILISATION PRATIQUE D’UN TRANSFORMATEUR
Les transformateurs nous permettent d’adapter la tension du secteur à celle des appareils
électriques et électroniques que nous utilisons quotidiennement, comme par exemple les chargeurs
des batteries des téléphones portables et des ordinateurs. On est alors dans le cas où le
transformateur va baisser la tension afin d’éviter d’endommager l’appareil.
Au contraire, EDF va choisir d’augmenter la tension à la sortie des centrales afin de diminuer
l’intensité du courant à déplacer et ainsi réduire les pertes d’énergie par effet Joule, d’où l’intérêt des
lignes à haute tension. On trouvera par la suite d’autre transformateur afin de baisser la tension du
courant avant qu’il soit distribué.
11/11