QCM : Transformateur monophasé (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel dispositif convertit l’énergie électrique par induction électromagnétique au moyen d’au moins deux enroulements fixes inductivement couplés ?

Un convertisseur à couplage conductif
Un convertisseur statique à induction
Une machine électrique à rotation
Un convertisseur électromécanique

Un convertisseur statique à induction

Explication

Le transformateur est un convertisseur statique qui transfère l’énergie électrique par induction entre des enroulements fixes inductivement couplés. Une machine à rotation implique un mouvement, le couplage conductif n’est pas le mécanisme décrit et la conversion électromécanique implique une transformation mécanique.

2. Une installation utilise un transformateur pour adapter à une charge la tension et le courant alternatifs fournis par une source. Quelle propriété du signal doit être conservée à la sortie ?

La fréquence et l’amplitude de la tension
La forme du signal et la valeur du courant
L’amplitude de la tension et du courant
La fréquence et la forme du signal

La fréquence et la forme du signal

Explication

Le transformateur peut modifier les valeurs de la tension et du courant alternatifs tout en conservant leur fréquence et leur forme. L’amplitude peut changer, et le courant n’est pas nécessairement inchangé.

3. Lors de l’inspection d’un transformateur monophasé, quelle constitution faut-il retrouver ?

Un circuit magnétique portant deux conducteurs non bobinés
Un circuit magnétique portant un enroulement à prises
Deux enroulements conducteurs isolés sans circuit magnétique
Un circuit magnétique portant deux enroulements conducteurs isolés

Un circuit magnétique portant deux enroulements conducteurs isolés

Explication

Un transformateur monophasé comporte un circuit magnétique sur lequel sont bobinés deux enroulements conducteurs isolés, le primaire et le secondaire. Des conducteurs non bobinés, l’absence de circuit magnétique ou un seul enroulement à prises ne correspondent pas à cette constitution.

4. Un technicien observe que les enroulements d’un transformateur sont placés autour de la branche centrale du noyau. De quel type de circuit magnétique s’agit-il ?

Un circuit magnétique sans branche centrale
Un circuit magnétique à deux colonnes
Un circuit magnétique de type à colonnes
Un circuit magnétique de type cuirassé

Un circuit magnétique de type cuirassé

Explication

Dans un transformateur cuirassé, les enroulements entourent la branche centrale du noyau. Le type à colonnes se caractérise par des enroulements placés autour de deux colonnes, tandis que les autres dispositions ne décrivent pas cette classification.

5. Dans le modèle du transformateur parfait, que signifie l’hypothèse d’une perméabilité magnétique infinie du circuit magnétique ?

Ses résistances d’enroulement sont considérées comme nulles.
Ses inductances de fuite sont considérées comme infinies.
Ses pertes fer sont considérées comme maximales.
Sa réluctance est considérée comme nulle.

Sa réluctance est considérée comme nulle.

Explication

Une perméabilité infinie implique une réluctance nulle dans le modèle parfait. La nullité des résistances d’enroulement est également une hypothèse de ce modèle, mais elle ne définit pas la perméabilité du circuit magnétique.

6. Lors d’un essai en court-circuit d’un transformateur, à quelle fraction de sa tension nominale réduit-on la tension primaire tandis que le courant secondaire atteint sa valeur nominale ?

Entre 40 % et 50 % de la tension nominale
Entre 25 % et 30 % de la tension nominale
Entre 5 % et 10 % de la tension nominale
Entre 15 % et 20 % de la tension nominale

Entre 5 % et 10 % de la tension nominale

Explication

La tension primaire est réduite à une valeur comprise entre 5 % et 10 % de sa valeur nominale, alors que le secondaire atteint son courant nominal. Une tension de 15 % à 20 % ne correspond pas à la valeur indiquée pour cet essai.

7. Quel est le rôle du diagramme de Kapp dans l’étude d’un transformateur en charge ?

Établir le rapport de transformation à partir des spires
Déterminer graphiquement la chute de tension au secondaire
Évaluer les courants de court-circuit dans les enroulements
Mesurer directement les pertes fer à vide

Déterminer graphiquement la chute de tension au secondaire

Explication

Le diagramme de Kapp représente le schéma équivalent vu du secondaire et sert à déterminer graphiquement la chute de tension en charge. Les pertes fer sont plutôt étudiées par l’essai à vide, et non par cette représentation vectorielle.

8. En quoi les conditions de mise en parallèle des transformateurs diffèrent-elles des critères utilisés pour augmenter simplement la puissance disponible ?

La mise en parallèle exige des fréquences de sortie différentes, tandis que l’augmentation de puissance repose sur des tensions secondaires identiques.
La mise en parallèle exige des puissances nominales identiques, tandis que l’augmentation de puissance repose sur des rapports de transformation différents.
La mise en parallèle exige des enroulements secondaires reliés en série, tandis que l’augmentation de puissance dépend d’un transformateur de rechange.
La mise en parallèle exige un même rapport de transformation, les mêmes tensions primaire et secondaire et le même pourcentage d’impédance, tandis que l’augmentation de puissance est son objectif pratique.

La mise en parallèle exige un même rapport de transformation, les mêmes tensions primaire et secondaire et le même pourcentage d’impédance, tandis que l’augmentation de puissance est son objectif pratique.

Explication

Pour fonctionner correctement en parallèle, les transformateurs doivent respecter des caractéristiques électriques communes, notamment le rapport de transformation et le pourcentage d’impédance. L’augmentation de la puissance disponible décrit l’intérêt de cette connexion, et non une condition comme l’égalité des puissances nominales.

9. Quel effet le transformateur d’isolation peut-il avoir sur les perturbations de l’alimentation avant qu’elles n’atteignent la charge ?

Il peut réduire les pics de tension et les perturbations transmis à la charge.
Il peut stabiliser la fréquence en modifiant le rapport entre les enroulements.
Il peut supprimer le besoin d’un conducteur neutre dans l’installation.
Il peut augmenter la tension disponible en ajoutant des spires au secondaire.

Il peut réduire les pics de tension et les perturbations transmis à la charge.

Explication

La séparation électrique des enroulements permet au transformateur d’isolation de réduire certains pics de tension et perturbations avant leur transfert à la charge. L’ajout de spires au secondaire concerne l’adaptation de tension, et non cet effet d’isolation.

10. Pour relier une source et une charge tout en adaptant la tension sans séparation électrique entre leurs circuits, quel dispositif faut-il installer ?

Un transformateur d’isolation, dont le primaire et le secondaire sont électriquement séparés
Un autotransformateur, dont le primaire et le secondaire ne sont pas galvaniquement isolés
Un transformateur à secondaires multiples, dont les enroulements secondaires sont séparés
Un transformateur monophasé classique, dont les deux enroulements conducteurs sont isolés

Un autotransformateur, dont le primaire et le secondaire ne sont pas galvaniquement isolés

Explication

L’autotransformateur convient car il adapte la tension sans assurer d’isolement galvanique entre le primaire et le secondaire. Un transformateur d’isolation ne répond pas à cette contrainte, puisque ses deux enroulements sont électriquement séparés.

11. Quelle propriété caractérise la réversibilité d’un transformateur ?

Le transformateur convertit une tension alternative en une tension continue.
Les enroulements doivent être alimentés simultanément pour transmettre de l’énergie.
Le transformateur conserve la même tension secondaire quel que soit le sens du transfert.
Le primaire et le secondaire sont nommés selon le sens prévu du transfert d’énergie.

Le primaire et le secondaire sont nommés selon le sens prévu du transfert d’énergie.

Explication

La désignation du primaire et du secondaire dépend du sens prévu du transfert d’énergie, ce qui permet d’inverser leur rôle. La tension secondaire n’est pas nécessairement inchangée lorsque le sens de transfert est inversé.

Révisez avec les flashcards

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Comment le transformateur convertit-il l’énergie électrique ?

Par induction électromagnétique.

Quelles propriétés du courant alternatif un transformateur conserve-t-il ?

Sa fréquence et sa forme.

Quels éléments conducteurs sont bobinés sur le circuit magnétique d’un transformateur monophasé ?

Deux enroulements isolés, appelés primaire et secondaire.

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