Transformateur Monophasé en Milieu Industriel
Comprendre le Transformateur Monophasé en Milieu Industriel
Dans une installation industrielle, un transformateur monophasé est utilisé pour abaisser la tension du réseau de distribution afin d’alimenter une machine spécifique qui fonctionne à une tension plus basse.
Le transformateur a une puissance nominale de 10 kVA et il est essentiel de vérifier si le transformateur peut gérer efficacement la charge prévue sans dépasser sa capacité nominale et tout en maintenant une bonne efficacité.
Pour comprendre la Protection primaire d’un transformateur, cliquez sur le lien.
Données :
- Puissance nominale du transformateur : 10 kVA
- Tension primaire (côté réseau) : 2300 V
- Tension secondaire (côté charge) : 230 V
- Charge prévue sur le transformateur : 8 kVA
- Rendement du transformateur : 96%
Questions :
1. Calcul de l’intensité du courant primaire :
Calculer le courant primaire (I₁) lorsque le transformateur alimente la charge prévue.
2. Calcul de l’intensité du courant secondaire :
Déterminer le courant secondaire (I₂) qui sera utilisé par la machine.
3. Vérification de la capacité nominale :
Vérifier si la charge prévue de 8 kVA est dans la capacité nominale du transformateur en calculant le pourcentage de la capacité utilisée.
4. Calcul de la puissance réelle :
Évaluer la puissance réelle fournie par le transformateur à la charge, compte tenu du rendement donné.
5. Analyse de la perte de puissance :
Calculer la puissance perdue dans le transformateur due à son efficacité moins de 100%.
Correction : Transformateur Monophasé en Milieu Industriel
1. Calcul de l’intensité du courant primaire (\(I_1\))
Données :
- Puissance nominale du transformateur : 10 kVA
- Tension primaire (côté réseau) : 2300 V
- Charge prévue sur le transformateur : 8 kVA
Formule :
\[ I = \frac{P}{V} \]
Calcul :
\[ I_1 = \frac{8000\, \text{W}}{2300\, \text{V}} \] \[ I_1 \approx 3.48\, \text{A} \]
Le courant primaire est calculé en divisant la puissance de la charge par la tension primaire. Cela nous donne une intensité de courant de 3.48 A sur le côté primaire du transformateur, ce qui indique combien de courant est tiré du réseau pour alimenter la charge.
2. Calcul de l’intensité du courant secondaire (\(I_2\))
Données :
- Tension secondaire (côté charge) : 230 V
- Charge prévue sur le transformateur : 8 kVA
Formule :
\[ I = \frac{P}{V} \]
Calcul :
\[ I_2 = \frac{8000\, \text{W}}{230\, \text{V}} \] \[ I_2 \approx 34.78\, \text{A} \]
Le courant secondaire est calculé en divisant la puissance de la charge par la tension secondaire. Cela montre que le transformateur délivre environ 34.78 A à la machine, ce qui est la quantité de courant nécessaire pour que la machine fonctionne efficacement à la tension plus basse.
3. Vérification de la capacité nominale
Données :
- Puissance nominale du transformateur : 10 kVA
- Charge prévue : 8 kVA
Calcul :
- Pourcentage de la capacité utilisée:
\[ = \left(\frac{8000\, \text{W}}{10000\, \text{W}}\right) \times 100 = 80\% \]
Le transformateur est utilisé à 80% de sa capacité nominale, ce qui est dans la plage acceptable pour éviter la surcharge et garantir un fonctionnement efficace et sûr.
4. Calcul de la puissance réelle
Données :
- Puissance apparente : 8 kVA
- Rendement du transformateur : 96%
Formule :
\[ P_{réelle} = P_{apparente} \times \text{Rendement} \]
Calcul :
\[ P_{réelle} = 8000\, \text{W} \times 0.96 \] \[ P_{réelle} = 7680\, \text{W} \]
La puissance réelle fournie à la charge est de 7680 W. Cela prend en compte le rendement du transformateur, indiquant la quantité d’énergie effectivement utilisée par la machine après déduction des pertes énergétiques du transformateur.
5. Analyse de la perte de puissance
Données :
- Puissance apparente : 8 kVA
- Puissance réelle : 7680 W
Formule :
\[ P_{perdue} = P_{apparente} – P_{réelle} \]
Calcul :
\[ P_{perdue} = 8000\, \text{W} – 7680\, \text{W} \] \[ P_{perdue} = 320\, \text{W} \]
Les pertes de puissance de 320 W représentent l’énergie dissipée sous forme de chaleur et d’autres inefficacités du transformateur.
Cette perte est normale et attendue compte tenu du rendement de 96%. Il est crucial de minimiser ces pertes pour améliorer l’efficacité énergétique globale de l’installation.
Transformateur Monophasé en Milieu Industriel
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