Calculateur de rapport de transformation, courant et rendement
Calculez tension et spires secondaires, courants primaire et secondaire à partir des kVA, rendement à partir des pertes et régulation de tension.
Principe du rapport de transformation
Le rapport des nombres de spires primaire et secondaire fixe le rapport des tensions. Pour un transformateur idéal :
N1 / N2 = V1 / V2 = I2 / I1
La tension suit le nombre de spires et le courant évolue en sens inverse. Le côté comportant le moins de spires présente la tension la plus faible et le courant le plus élevé. La puissance apparente d’entrée est égale à celle de sortie.
Exemple
Appliquez 230 V à un transformateur de 1000 spires primaires et 100 spires secondaires. Le secondaire fournit 230 × 100 / 1000 = 23 V. Avec une charge de 100 VA, le courant primaire vaut 100 / 230 = 0,435 A et le secondaire 100 / 23 = 4,35 A.
Courants nominaux
Les kVA et tensions de la plaque donnent les courants. Utilisez I = S / V en monophasé et I = S / (√3 × V) en triphasé. Un transformateur de distribution de 1000 kVA, 34,5 / 0,4 kV a un courant secondaire nominal de 1 000 000 / (1,732 × 400) = 1443 A.
Rendement
Un transformateur présente deux pertes principales. Les pertes fer existent dès qu’il est alimenté et ne varient pas avec la charge. Les pertes cuivre augmentent avec le carré du courant. Le rendement vaut η = P2 / (P2 + P_fe + x² × P_cu), où x est le taux de charge. Il est maximal lorsque les pertes cuivre égalent les pertes fer.
Régulation de tension
La tension secondaire baisse avec la charge. La régulation est la différence entre la tension à vide et celle à pleine charge, divisée par la tension à pleine charge. Une valeur faible est préférable.
Limites
Les calculs du rapport de transformation supposent un transformateur idéal. Concevoir un transformateur à partir des spires nécessite aussi la section du noyau, l’induction magnétique, la fréquence, la section du fil et le remplissage de la fenêtre, que cet outil ne couvre pas. En triphasé, le rapport des tensions entre phases peut différer du rapport des spires d’un facteur √3 selon le groupe de couplage.
Questions fréquentes
Comment calculer le rapport de transformation ?
Par exemple, le quotient des 1200 spires primaires par les 100 spires secondaires donne un rapport de 12, soit une tension secondaire idéale de 19,17 V sous 230 V. Ce calcul préliminaire idéal exclut la chute sous charge, la conception de l’isolement, la saturation du noyau et les pertes réelles des enroulements.
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