Discussion:
Transformateur et courants alternatifs
(trop ancien pour répondre)
Tatoche
2014-05-21 14:01:22 UTC
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Bonjour,
On sait qu'un transformateur idéal obéit à la loi de compensation des
ampères-tours (indice 1 pour le primaire, 2 pour le secondaire) :
N1*I1 + N2*I2 = R*phi avec R la réluctance du circuit magnétique et phi le
flux qui le parcourt.
Le flux est imposé par la tension primaire (loi de faraday) U1 = N1*dphi/dt
(au signe près, selon les conventions d'orientation choisies).
La tension primaire U1 est alternative (càd à composante moyenne nulle).
La réluctance du circuit magnétique est nulle (transfo idéal)
On obtient donc
N1*I1 + N2*I2 = 0
Jusqu'ici aucune hypothèse n'a été émise en ce qui concerne les courants.
En particulier si le secondaire du transfo est branché sur une diode en
série avec une résistance (redressement mono-alternance de tension aux
bornes de la résistance) le courant secondaire I2 est redressé
mono-alternance et possède une composante continue, notée <I2>.
Comme I1 = -N2/N1*I2, on en déduit que I1 devrait également posséder la
composante continue <I1> = -N2/N1*<I2>
Or il n'en est rien : le courant primaire d'un transfo est toujours
alternatif ! La loi de compensation des ampères-tours serait donc mise en
défaut ?
Avez-vous une relation qui permet d'imposer sa nature alternative (valeur
moyenne nulle) au courant primaire ?
Remarque : le simulateur de puissance Psim de la société Powersimtech montre
un courant primaire effectivement pourvu de la composante continue attendue,
ce qui est faux.

PS : j'ai bien une hypothèse, mais je n'ai lu nulle part (les auteurs se
contentent de toujours dire "le courant primaire est alternatif, donc...",
ben voyons !)
Mon hypothèse :
S'il y a courant primaire avec composante continue, cela signifie que le
primaire développe une puissance continue. Or la puissance est apportée par
une tension alternative. Une source qui génère une tension purement
alternative (composante moyenne Vo nulle) ne développe donc pas de puissance
continue Po (car Po = Vo*<I1> = 0), donc la puissance primaire continue ne
peut pas exister...
Qu'en pensez-vous ?
Tatoche
2014-05-21 14:11:19 UTC
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Post by Tatoche
S'il y a courant primaire avec composante continue, cela signifie que le
primaire développe une puissance continue.
cela n'est pas obligatoire avec un transfo parfait. Mais avec un transfo
réel c'est obligatoire, car ce dernier possède des pertes Joule (pertes fer
nulle en continu). La puissance continue est alors forcément dissipée sous
forme de chaleur...et doit donc être forcément apportée par la source
primaire.
d'ailleurs sous le simulateur Psim, en donnant une résistance aux
enroulement on observe bien un courant alternatif (càd sans composante
continu) au bout d'un certain temps (durée du régime transitoire).
En d'autres termes : la nature alternative du courant primaire est imposée
par la présence d'une résistance non nulle de l'enroulement primaire ?
Ahmed Ouahi, Architect
2014-05-21 14:18:21 UTC
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... Paraît-il se conformer à la loi de Lenz y en serait-il bonne mesure s'en
trouver induction s'en décroît-elle de valeur initiale à zéro pendant temps
donné t en l'occurrence d'où y aurait-il vitesse de variation du flux...


--
Ahmed Ouahi, Architect
Bonjour!


"Tatoche" kirjoitti viestissä:537cb1ba$0$2211$***@news.free.fr...

Bonjour,
On sait qu'un transformateur idéal obéit à la loi de compensation des
ampères-tours (indice 1 pour le primaire, 2 pour le secondaire) :
N1*I1 + N2*I2 = R*phi avec R la réluctance du circuit magnétique et phi le
flux qui le parcourt.
Le flux est imposé par la tension primaire (loi de faraday) U1 = N1*dphi/dt
(au signe près, selon les conventions d'orientation choisies).
La tension primaire U1 est alternative (càd à composante moyenne nulle).
La réluctance du circuit magnétique est nulle (transfo idéal)
On obtient donc
N1*I1 + N2*I2 = 0
Jusqu'ici aucune hypothèse n'a été émise en ce qui concerne les courants.
En particulier si le secondaire du transfo est branché sur une diode en
série avec une résistance (redressement mono-alternance de tension aux
bornes de la résistance) le courant secondaire I2 est redressé
mono-alternance et possède une composante continue, notée <I2>.
Comme I1 = -N2/N1*I2, on en déduit que I1 devrait également posséder la
composante continue <I1> = -N2/N1*<I2>
Or il n'en est rien : le courant primaire d'un transfo est toujours
alternatif ! La loi de compensation des ampères-tours serait donc mise en
défaut ?
Avez-vous une relation qui permet d'imposer sa nature alternative (valeur
moyenne nulle) au courant primaire ?
Remarque : le simulateur de puissance Psim de la société Powersimtech montre
un courant primaire effectivement pourvu de la composante continue attendue,
ce qui est faux.

PS : j'ai bien une hypothèse, mais je n'ai lu nulle part (les auteurs se
contentent de toujours dire "le courant primaire est alternatif, donc...",
ben voyons !)
Mon hypothèse :
S'il y a courant primaire avec composante continue, cela signifie que le
primaire développe une puissance continue. Or la puissance est apportée par
une tension alternative. Une source qui génère une tension purement
alternative (composante moyenne Vo nulle) ne développe donc pas de puissance
continue Po (car Po = Vo*<I1> = 0), donc la puissance primaire continue ne
peut pas exister...
Qu'en pensez-vous ?
Francois Guillet
2014-05-21 16:28:26 UTC
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MAIxxx a présenté l'énoncé suivant :
...
Dans les anciens
postes de tsf à lampe, on isolait la sortie des tubes de puissance des
hauts parleurs par un transfo, sinon, bonjour les 300V continu dans les
baffles.
Il s'agissait d'une adaptation d'impédance, plus basse pour le
haut-parleur que pour la sortie du tube, sinon un simple condensateur
de liaison aurait suffit.

A noter cependant qu'il circulait un courant continu dans le primaire,
ce qui ne serait pas très bon pour un transfo si le courant plaque des
tubes était significatif et s'approchait du courant de saturation lors
de l'alternance de même sens du signal audio. Là aussi on aurait eu des
harmoniques comme avec la diode.
Tatoche
2014-05-21 17:12:25 UTC
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Merci,
mais même avec les harmoniques, ça reste de l'alternatif.
E2 = -MdI1/dt n'interdit pas la présence d'une composante continue au
primaire, ça ne fait que souligner le fait que E2 est dû uniquement à la
composante alternative de I1.
La question reste toujours sans réponse : quelle loi impose la nature
alternative du courant primaire ?
Dans un transformateur la composante continue ne passe évidemment pas
mais si on boucle le secondaire sur une diode, on aura des harmoniques
au primaire de fréquence multiples de la fondamentale. Il faut se
rappeler qu'un transformateur, c'est d'abord une inductance mutuelle et
E2 =-MdI1/dt autrement dit, c'est la variation du courant primaire qui
crée une différence de potentiel aux bornes du secondaire ..et
inversement. Un transfo branché au secondaire sur une diode "pollue" le
primaire. Sur une résistance pure, il y a seulement vision d'une
résistance côte primaire (aux pertes dans le fer près). Dans les anciens
postes de tsf à lampe, on isolait la sortie des tubes de puissance des
hauts parleurs par un transfo, sinon, bonjour les 300V continu dans les
baffles.
Cl.Massé
2014-05-21 16:21:04 UTC
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Post by Tatoche
La réluctance du circuit magnétique est nulle (transfo idéal)
On obtient donc
N1*I1 + N2*I2 = 0
Jusqu'ici aucune hypothèse n'a été émise en ce qui concerne les courants. En
particulier si le secondaire du transfo est branché sur une diode en série
avec une résistance (redressement mono-alternance de tension aux bornes de la
résistance) le courant secondaire I2 est redressé mono-alternance et possède
une composante continue, notée <I2>. Comme I1 = -N2/N1*I2, on en déduit que
I1 devrait également posséder la composante continue <I1> = -N2/N1*<I2> Or il
n'en est rien : le courant primaire d'un transfo est toujours alternatif ! La
loi de compensation des ampères-tours serait donc mise en défaut ?
Voilà le problème de faire trop de maths. Une formule se rapporte toujours à
quelque chose de physique, on ne peut pas la manipuler sans respecter cette
référence. Ici, les intensités sont des intensités effectives (ou pic, ou pic à
pic, tout ça est proportionnel) d'un courant sinusoïdal, et pas d'autre chose.
Quand on sait, *physiquement,* comment fonctionne un transformateur, on peut pas
se tromper. Car un courant alternatif crée un flux constant, et quand on sait
que c'est la variation du flux qui crée un courant dans le secondaire, on peut
pas se tromper.

Voir les équations de Maxwell, car un modèle se comprend toujours à l'intérieur
d'un modèle plus grand. Si les hypothèses qui définissent le modèle ne sont
plus vérifiés, on passe au niveau supérieur, avec des maths parfois très
différentes. Il n'y a aucun absolu des formules sous prétexte que "les
mathématiques sont intimement liées à la physique" ou que "les maths sont
logiquement rigoureuses."

-- ~~~~ clmasse on free F-country
Liberty, Equality, Profitability.
jc_lavau
2014-05-21 17:39:14 UTC
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Post by Tatoche
Bonjour,
On sait qu'un transformateur idéal obéit à la loi de compensation des
N1*I1 + N2*I2 = R*phi avec R la réluctance du circuit magnétique et phi
le flux qui le parcourt.
Le flux est imposé par la tension primaire (loi de faraday) U1 =
N1*dphi/dt (au signe près, selon les conventions d'orientation choisies).
La tension primaire U1 est alternative (càd à composante moyenne nulle).
La réluctance du circuit magnétique est nulle (transfo idéal)
On obtient donc
N1*I1 + N2*I2 = 0
Jusqu'ici aucune hypothèse n'a été émise en ce qui concerne les courants.
En particulier si le secondaire du transfo est branché sur une diode en
série avec une résistance (redressement mono-alternance de tension aux
bornes de la résistance) le courant secondaire I2 est redressé
mono-alternance et possède une composante continue, notée <I2>.
Quand j'étais minot, c'était la solution adoptée par le fabricant bon
marché (Jouef) pour limiter le courant de court-circuit. La composante
secondaire continue dégrade la qualité du circuit magnétique, donc le
couplage entre primaire et secondaire.
Post by Tatoche
Comme I1 = -N2/N1*I2, on en déduit que I1 devrait également posséder la
composante continue <I1> = -N2/N1*<I2>
Affirmation hors de son domaine de validité.
La tension secondaire n'est obtenue que par dérivation/temps du courant
primaire, à la qualité près du couplage magnétique.
La réaction sur le primaire aussi n'est obtenue que par dérivation/
temps du courant secondaire, à la qualité près du couplage magnétique.

Aucune théorie de l'électrotechnique ne peut fonctionner sans la
dérivation (et l'intégration aussi, du reste) ; aucun raccourci qui
s'en dispense ne peut être fiable.
Post by Tatoche
Or il n'en est rien : le courant primaire d'un transfo est toujours
alternatif ! La loi de compensation des ampères-tours serait donc mise
en défaut ?
Avez-vous une relation qui permet d'imposer sa nature alternative
(valeur moyenne nulle) au courant primaire ?
Remarque : le simulateur de puissance Psim de la société Powersimtech
montre un courant primaire effectivement pourvu de la composante
continue attendue, ce qui est faux.
PS : j'ai bien une hypothèse, mais je n'ai lu nulle part (les auteurs se
contentent de toujours dire "le courant primaire est alternatif,
donc...", ben voyons !)
S'il y a courant primaire avec composante continue, cela signifie que le
primaire développe une puissance continue.
Faux.
--
Syntaxe géométrique de la physique :
http://deonto-ethics.org/geom_syntax
"Un rond dans un rond et qui tournent pareil"
Tatoche
2014-05-21 18:17:42 UTC
Permalink
Post by jc_lavau
Post by Tatoche
Comme I1 = -N2/N1*I2, on en déduit que I1 devrait également posséder la
composante continue <I1> = -N2/N1*<I2>
Affirmation hors de son domaine de validité.
Cette affirmation est tirée du théorème d'Ampère HL = N1.I1+N2.I2 valable en
régime stationnaire (régime continu) et quasi-stationnaire (voir équation de
Maxwell)
Comme H = B/µ et B = phi/s on en déduit N1.I1+N2.I2 = R*phi.
je ne vois pas où je suis hors du domaine de validité...
Post by jc_lavau
La tension secondaire n'est obtenue que par dérivation/temps du courant
primaire, à la qualité près du couplage magnétique.
Je ne dis pas le contraire, je dis seulement que rien ne s'oppose, pour
l'instant du moins, à avoir une composante continue au courant
Post by jc_lavau
La réaction sur le primaire aussi n'est obtenue que par dérivation/
temps du courant secondaire, à la qualité près du couplage magnétique.
Là je ne te suis plus : le courant primaire I1 = N2/N1.I2 n'est pas lié à la
dérivée du courant secondaire mais au courant secondaire lui-même, c'est
bien ce qui me chagrine....
Post by jc_lavau
Aucune théorie de l'électrotechnique ne peut fonctionner sans la
dérivation (et l'intégration aussi, du reste) ; aucun raccourci qui
s'en dispense ne peut être fiable.
Oui, mais quelle théorie, quelles équations ??? Où se trouve précisément le
raccourci, ou pour être plus "scientifique" le domaine de validité ?
A l'enclenchement d'une transformateur, on peut avoir un courant d'appel
très important avec une composante continue, qui ne s'estompe qu'à cause de
l'amortissement par les résistances du transfo, donc en présence d'un
transfo réel seul (régime transitoire de mise sous tension d'un
transformateur, à vide ou non). On en revient à ma proposition (jusqu'à
meilleure proposition) : le courant primaire n'est alternatif qu'à cause des
résistances des enroulements
Post by jc_lavau
Post by Tatoche
PS : j'ai bien une hypothèse, mais je n'ai lu nulle part (les auteurs se
contentent de toujours dire "le courant primaire est alternatif,
donc...", ben voyons !)
S'il y a courant primaire avec composante continue, cela signifie que le
primaire développe une puissance continue.
Faux.
OK, sauf avec un transfo réel (voir la suite de mon fil où j'ai précisé la
chose). Mais alors où est l'erreur du raisonnement ??? Je veux bien qu'on me
dise que j'ai tout faux, mais si personne ne m'exhibe un argument le
schmilblick n'avance pas...
Cl.Massé
2014-05-21 20:57:17 UTC
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Post by Tatoche
Là je ne te suis plus : le courant primaire I1 = N2/N1.I2 n'est pas lié à la
dérivée du courant secondaire mais au courant secondaire lui-même, c'est bien
ce qui me chagrine....
Ce ne sont pas des courants, mais des amplitudes, le rapport de proportionnalité
n'est pas réel mais imaginaire pur: déphasage de 90%. On utilise la notation
complexe compacte uniquement dans le cas de courants sinusoïdaux.

-- ~~~~ clmasse on free F-country
Liberty, Equality, Profitability.
florentis
2014-05-21 18:03:35 UTC
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Post by Tatoche
Jusqu'ici aucune hypothèse n'a été émise en ce qui concerne les courants.
En particulier si le secondaire du transfo est branché sur une diode en
série avec une résistance (redressement mono-alternance de tension aux
bornes de la résistance) le courant secondaire I2 est redressé
mono-alternance et possède une composante continue, notée <I2>.
Comme I1 = -N2/N1*I2, on en déduit que I1 devrait également posséder la
composante continue <I1> = -N2/N1*<I2>
Or il n'en est rien : le courant primaire d'un transfo est toujours
alternatif ! La loi de compensation des ampères-tours serait donc mise
en défaut ?
Le courant dans le secondaire est produit par la variation du flux
magnétique à travers son bobinage.

La variation du flux magnétique à travers le bobinage du secondaire
résulte de la variation du flux magnétique à travers le bobinage du
primaire, tel que transmis par le circuit magnétique du transformateur.

La variation du flux magnétique à travers le bobinage du primaire est
engendré par la variation du courant dans le bobinage du primaire.

dI1/dt -> dφ1/dt -> dφ2/dt -> dI2/dt

Si on ouvre un interrupteur placé au bornes sur le bobinage du
secondaire, on obtient forcément I2 = 0.

Cette loi n'est donc probablement valide strictement qu'en cours-circuit.

Plus en amont du point de vue théorique, que seul l'alternatif puisse
être transformé par un transformateur est décrit par l'induction de
Faraday :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Force_%C3%A9lectromotrice#Induction_et_.C3.A9quation_de_Maxwell

S'il n'y a pas de variation de courant au primaire, il n'y a pas
variation de flux dans le circuit magnétique, donc pas de variation de
courant dans le secondaire.
Tatoche
2014-05-21 18:26:38 UTC
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OK,
Mais le pb que je pose n'est pas "pourquoi un transformateur ne fonctionne
qu'en régime variable (courant et tension)"
mais "pourquoi le courant primaire ne peut-il pas avoir une composante
continue superposée à sa composante alternative" !
A l'enclenchement d'un transformateur, le courant possède une composante
continue qui ne s'estompe qu'à cause des résistances rencontrées
(amortissement) : voir n'importe quel cours sur les transformateurs.
Cela suppose donc qu'en absence de résistance, la composante continue
perdure.
Donc j'en déduis que la nature alternative (je ne dis pas *variable* mais
bien *alternative*) du courant primaire est liée à la présence de
résistances dans le circuit électrique.
Post by florentis
Post by Tatoche
Jusqu'ici aucune hypothèse n'a été émise en ce qui concerne les courants.
En particulier si le secondaire du transfo est branché sur une diode en
série avec une résistance (redressement mono-alternance de tension aux
bornes de la résistance) le courant secondaire I2 est redressé
mono-alternance et possède une composante continue, notée <I2>.
Comme I1 = -N2/N1*I2, on en déduit que I1 devrait également posséder la
composante continue <I1> = -N2/N1*<I2>
Or il n'en est rien : le courant primaire d'un transfo est toujours
alternatif ! La loi de compensation des ampères-tours serait donc mise
en défaut ?
Le courant dans le secondaire est produit par la variation du flux
magnétique à travers son bobinage.
La variation du flux magnétique à travers le bobinage du secondaire
résulte de la variation du flux magnétique à travers le bobinage du
primaire, tel que transmis par le circuit magnétique du transformateur.
La variation du flux magnétique à travers le bobinage du primaire est
engendré par la variation du courant dans le bobinage du primaire.
dI1/dt -> dφ1/dt -> dφ2/dt -> dI2/dt
Si on ouvre un interrupteur placé au bornes sur le bobinage du secondaire,
on obtient forcément I2 = 0.
Cette loi n'est donc probablement valide strictement qu'en cours-circuit.
Plus en amont du point de vue théorique, que seul l'alternatif puisse être
http://fr.wikipedia.org/wiki/Force_%C3%A9lectromotrice#Induction_et_.C3.A9quation_de_Maxwell
S'il n'y a pas de variation de courant au primaire, il n'y a pas variation
de flux dans le circuit magnétique, donc pas de variation de courant dans
le secondaire.
florentis
2014-05-22 01:10:17 UTC
Permalink
Post by Tatoche
OK,
Mais le pb que je pose n'est pas "pourquoi un transformateur ne
fonctionne qu'en régime variable (courant et tension)"
mais "pourquoi le courant primaire ne peut-il pas avoir une composante
continue superposée à sa composante alternative" !
A l'enclenchement d'un transformateur, le courant possède une composante
continue qui ne s'estompe qu'à cause des résistances rencontrées
(amortissement) : voir n'importe quel cours sur les transformateurs.
Cela suppose donc qu'en absence de résistance, la composante continue
perdure.
Donc j'en déduis que la nature alternative (je ne dis pas *variable*
mais bien *alternative*) du courant primaire est liée à la présence de
résistances dans le circuit électrique.
Je ne comprends pas : si le courant s'amortit, c'est qu'il n'est pas
continu, mais transitoire.

Un courant transitoire serait de la forme
i = I0.exp(-k.t)

Cela correspond donc à une équation de la forme
di/dt + k i = 0
<=> di/i = -k dt
<=> ln(i) = -k.t + ln(I0)
<=> i = I0.exp(-k.t)

Enfin, je ne vois pas pourquoi le primaire ne pourrait recevoir une
composante continue. Mais puisque celle-ci ne sera pas transmise au
secondaire, ce serait donc en pure perte (joule).
Ahmed Ouahi, Architect
2014-05-22 08:25:11 UTC
Permalink
Tout simplement étant les différences de potentiel efficaces des circuits
Secondaire et primaire y sont-ils plutôt des nombres le rapport de spires
Et des fois y admette-t-on que la puissance se conserve-t-elle donc effet

Joule dans enroulements primaire et secondaire plutôt étant considéré
Comme négligeable où intensités efficaces en sont-elles dans le rapport
Inverse des différences de potentiel efficaces donc dans rapport inverse

Des nombres de spires où résistance placée au secondaire y dispose-t-on
De différence de potentiel efficace justement en supporte-t-elle intensité
Sera-t-elle minimale quand l'intensité efficace au primaire sera maximale

--
Ahmed Ouahi, Architect
Bonjour!
Post by Tatoche
OK,
Mais le pb que je pose n'est pas "pourquoi un transformateur ne
fonctionne qu'en régime variable (courant et tension)"
mais "pourquoi le courant primaire ne peut-il pas avoir une composante
continue superposée à sa composante alternative" !
A l'enclenchement d'un transformateur, le courant possède une composante
continue qui ne s'estompe qu'à cause des résistances rencontrées
(amortissement) : voir n'importe quel cours sur les transformateurs.
Cela suppose donc qu'en absence de résistance, la composante continue
perdure.
Donc j'en déduis que la nature alternative (je ne dis pas *variable*
mais bien *alternative*) du courant primaire est liée à la présence de
résistances dans le circuit électrique.
Je ne comprends pas : si le courant s'amortit, c'est qu'il n'est pas
continu, mais transitoire.

Un courant transitoire serait de la forme
i = I0.exp(-k.t)

Cela correspond donc à une équation de la forme
di/dt + k i = 0
<=> di/i = -k dt
<=> ln(i) = -k.t + ln(I0)
<=> i = I0.exp(-k.t)

Enfin, je ne vois pas pourquoi le primaire ne pourrait recevoir une
composante continue. Mais puisque celle-ci ne sera pas transmise au
secondaire, ce serait donc en pure perte (joule).
Ray_Net
2014-05-21 23:31:35 UTC
Permalink
Post by Tatoche
Bonjour,
On sait qu'un transformateur idéal obéit à la loi de compensation des
N1*I1 + N2*I2 = R*phi avec R la réluctance du circuit magnétique et phi le
flux qui le parcourt.
Le flux est imposé par la tension primaire (loi de faraday) U1 = N1*dphi/dt
(au signe près, selon les conventions d'orientation choisies).
La tension primaire U1 est alternative (càd à composante moyenne nulle).
La réluctance du circuit magnétique est nulle (transfo idéal)
On obtient donc
N1*I1 + N2*I2 = 0
Jusqu'ici aucune hypothèse n'a été émise en ce qui concerne les courants.
En particulier si le secondaire du transfo est branché sur une diode en
série avec une résistance (redressement mono-alternance de tension aux
bornes de la résistance) le courant secondaire I2 est redressé
mono-alternance et possède une composante continue, notée <I2>.
Comme I1 = -N2/N1*I2, on en déduit que I1 devrait également posséder la
composante continue <I1> = -N2/N1*<I2>
Or il n'en est rien : le courant primaire d'un transfo est toujours
alternatif ! La loi de compensation des ampères-tours serait donc mise en
défaut ?
Avez-vous une relation qui permet d'imposer sa nature alternative (valeur
moyenne nulle) au courant primaire ?
Remarque : le simulateur de puissance Psim de la société Powersimtech montre
un courant primaire effectivement pourvu de la composante continue attendue,
ce qui est faux.
PS : j'ai bien une hypothèse, mais je n'ai lu nulle part (les auteurs se
contentent de toujours dire "le courant primaire est alternatif, donc...",
ben voyons !)
S'il y a courant primaire avec composante continue, cela signifie que le
primaire développe une puissance continue. Or la puissance est apportée par
une tension alternative. Une source qui génère une tension purement
alternative (composante moyenne Vo nulle) ne développe donc pas de puissance
continue Po (car Po = Vo*<I1> = 0), donc la puissance primaire continue ne
peut pas exister...
Qu'en pensez-vous ?
Tu veux mettre une pile en série avec l'alimentation du primaire ?
Si oui:
1. L'influence de la composante continue ne sera présente qu'à l'allumage.
2. La pile va déguster :-)
Tatoche
2014-05-22 07:34:46 UTC
Permalink
Bonjour,
ca y est j'ai trouvé ! C'est bien parce que le transformateur possède une
résistance série et une tension primaire moyenne nulle que le primaire est à
courant moyen nul.
Techniques de l'ingénieur, D3050, p.29 : modèle continu du transformateur
(avec R° = réluctance) :
N1*<V1/R> + N2*<I2> = R° *<phi> en composante continue.
Pour R° = 0 on obtient N1*<I1> + N2*<I2> = 0 avec <I1> = <V1>/R indépendant
de <I2>.
Comme <V1> = 0 et R non nul on a <I1> = 0
Approfondissement : la nature alternative du courant n'est pas due, à
strictement parler, à la résistance primaire du transformateur, mais à la
résistance de la ligne primaire (qu'elle appartienne ou non au
transformateur).
Merci à ceux qui ont participé au fil.
Post by Tatoche
Bonjour,
On sait qu'un transformateur idéal obéit à la loi de compensation des
N1*I1 + N2*I2 = R*phi avec R la réluctance du circuit magnétique et phi le
flux qui le parcourt.
Le flux est imposé par la tension primaire (loi de faraday) U1 =
N1*dphi/dt (au signe près, selon les conventions d'orientation choisies).
La tension primaire U1 est alternative (càd à composante moyenne nulle).
La réluctance du circuit magnétique est nulle (transfo idéal)
On obtient donc
N1*I1 + N2*I2 = 0
Jusqu'ici aucune hypothèse n'a été émise en ce qui concerne les courants.
En particulier si le secondaire du transfo est branché sur une diode en
série avec une résistance (redressement mono-alternance de tension aux
bornes de la résistance) le courant secondaire I2 est redressé
mono-alternance et possède une composante continue, notée <I2>.
Comme I1 = -N2/N1*I2, on en déduit que I1 devrait également posséder la
composante continue <I1> = -N2/N1*<I2>
Or il n'en est rien : le courant primaire d'un transfo est toujours
alternatif ! La loi de compensation des ampères-tours serait donc mise en
défaut ?
Avez-vous une relation qui permet d'imposer sa nature alternative (valeur
moyenne nulle) au courant primaire ?
Remarque : le simulateur de puissance Psim de la société Powersimtech
montre un courant primaire effectivement pourvu de la composante continue
attendue, ce qui est faux.
PS : j'ai bien une hypothèse, mais je n'ai lu nulle part (les auteurs se
contentent de toujours dire "le courant primaire est alternatif, donc...",
ben voyons !)
S'il y a courant primaire avec composante continue, cela signifie que le
primaire développe une puissance continue. Or la puissance est apportée
par une tension alternative. Une source qui génère une tension purement
alternative (composante moyenne Vo nulle) ne développe donc pas de
puissance continue Po (car Po = Vo*<I1> = 0), donc la puissance primaire
continue ne peut pas exister...
Qu'en pensez-vous ?
Tatoche
2014-05-22 08:58:53 UTC
Permalink
Pour ceux qui veulent en savoir plus sur la présence d'un courant primaire
et secondaire qui obéissent à la loi I1 = N2/N1*I2 même en courants continus
:
Alimentations à découpage, Techniques de l'ingénieur, D3164, p.10
La présence d'un courant primaire à composante continue n'est due qu'à une
tension continue et impose de facto un courant secondaire ayant une
composante continue <I2> = <I1>*N1/N2.
Ce type de fonctionnement impose néanmoins une saturation du circuit
magnétique avec un transfo pseudo-parfait (càd parfait mais avec présence de
saturation) : la tension continue ne doit être appliquée que furtivement
sous peine de ne plus avoir l'effet transformateur.
Dans la mesure où le transfo parfait ne sature pas, l'effet transformateur
reste conservé avec les composantes continues...il s'agit d'un modèle, bien
entendu. Cela explique la raison pour laquelle le transformateur parfait du
simulateur électrotechnique Psim transmet les composantes continues du
primaire au secondaire (et inversement).
Post by Tatoche
Bonjour,
On sait qu'un transformateur idéal obéit à la loi de compensation des
N1*I1 + N2*I2 = R*phi avec R la réluctance du circuit magnétique et phi le
flux qui le parcourt.
Le flux est imposé par la tension primaire (loi de faraday) U1 =
N1*dphi/dt (au signe près, selon les conventions d'orientation choisies).
La tension primaire U1 est alternative (càd à composante moyenne nulle).
La réluctance du circuit magnétique est nulle (transfo idéal)
On obtient donc
N1*I1 + N2*I2 = 0
Jusqu'ici aucune hypothèse n'a été émise en ce qui concerne les courants.
En particulier si le secondaire du transfo est branché sur une diode en
série avec une résistance (redressement mono-alternance de tension aux
bornes de la résistance) le courant secondaire I2 est redressé
mono-alternance et possède une composante continue, notée <I2>.
Comme I1 = -N2/N1*I2, on en déduit que I1 devrait également posséder la
composante continue <I1> = -N2/N1*<I2>
Or il n'en est rien : le courant primaire d'un transfo est toujours
alternatif ! La loi de compensation des ampères-tours serait donc mise en
défaut ?
Avez-vous une relation qui permet d'imposer sa nature alternative (valeur
moyenne nulle) au courant primaire ?
Remarque : le simulateur de puissance Psim de la société Powersimtech
montre un courant primaire effectivement pourvu de la composante continue
attendue, ce qui est faux.
PS : j'ai bien une hypothèse, mais je n'ai lu nulle part (les auteurs se
contentent de toujours dire "le courant primaire est alternatif, donc...",
ben voyons !)
S'il y a courant primaire avec composante continue, cela signifie que le
primaire développe une puissance continue. Or la puissance est apportée
par une tension alternative. Une source qui génère une tension purement
alternative (composante moyenne Vo nulle) ne développe donc pas de
puissance continue Po (car Po = Vo*<I1> = 0), donc la puissance primaire
continue ne peut pas exister...
Qu'en pensez-vous ?
Tatoche
2014-05-22 18:56:04 UTC
Permalink
Le transformateur parfait transfert intégralement les tensions et courants,
aussi bien en alternatif qu'en continu.
C'est là la limite de ce modèle : une tension primaire ayant une composante
continue <V1> va, dans un transformateur réel, créer un flux qui va évoluer
linéairement au cours du temps avec une pente <V1>/L (L = inductance
magnétisante). Au bout de quelques instants le flux sature et le courant
primaire tend vers l'infini...limité en pratique par la résistance R de la
source à <V1>/R.
Sous courant secondaire I2 qui possède une composante continue <I2> (cas
d'un redressement mono-alternance par exemple), cette charge se modélise
comme un courant alternatif I2~ auquel est superposé une composante continu.
Le modèle continu du système réel donne alors : une tension primaire nulle
(valeur moyenne de la tension primaire alternative) = court-circuit, suivi
de la résistance R de ligne (qui comprend la résistance de l'enroulement
primaire) suivi par l'inductance magnétisante L. L'inductance L étant placé
en parallèle sur la source de courant <I1'> = m*<I2> qui modélise le
comportement du transformateur parfait.
Cette modélisation montre que le courant continu de ligne <I1> s'annule avec
la constante de temps L/R (pour mémoire : L infini et R = 0 pour un transfo
parfait : on retrouve le comportement limite).
Un courant primaire ne possède donc jamais de composante continue à cause de
la présence simultanée de L (inductance magnétisante) et de R (résistance de
l'enroulement primaire et du réseau) au primaire.

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