Flashcards : Transformateurs électriques monophasés (91 cartes)

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1Question

Qu’est-ce qu’un transformateur ?

Réponse

Un appareil électromagnétique statique qui transforme un courant alternatif en un courant alternatif de tension différente, mais de même fréquence.

2Question

Que réduit l’augmentation de la tension d’une ligne de transport, à puissance transmise égale ?

Réponse

Le courant, la section nécessaire des conducteurs et les pertes de puissance.

3Question

Quel dispositif forme le circuit magnétique et améliore le couplage entre les enroulements ?

Réponse

Le noyau.

4Question

Dans un transformateur cuirassé, que fait le noyau autour des bobinages ?

Réponse

Il les entoure.

5Question

Quelle section de fil possède l’enroulement basse tension ?

Réponse

Une forte section.

6Question

Quel effet le flux principal variable du transformateur produit-il dans les deux enroulements ?

Réponse

Il y induit une force électromotrice.

7Question

En charge, de quelles contributions résulte le flux principal du transformateur ?

Réponse

De l’action commune des deux enroulements : Φ=Φ1+Φ2\Phi=\Phi_1+\Phi_2.

8Question

À vide, quelle tension est appliquée au primaire du transformateur et quel est l’état du secondaire ?

Réponse

La tension primaire nominale est appliquée et le secondaire est ouvert.

9Question

Quel est le rapport entre le courant à vide du primaire et son courant nominal ?

Réponse

Le courant à vide représente de 3 à 5 % du courant primaire nominal.

10Question

Quelle est l’amplitude du flux magnétique pour une tension primaire sinusoïdale ?

Réponse

Φm=U14,44fN1\Phi_m=\frac{U_1}{4{,}44fN_1}

11Question

Quelle relation lie la tension secondaire, le courant secondaire et l’impédance de charge en fonctionnement en charge ?

Réponse

U2=I2ZchU_2=I_2Z_{ch}

12Question

Quelle relation donne la tension secondaire en charge à partir de sa valeur à vide ?

Réponse

U2=U20−I2Z2U_2=U_{20}-I_2Z_2

13Question

Quelle relation exprime le courant primaire en fonction des courants magnétisants et secondaire ?

Réponse

I1=I10−N2N1I2I_1=I_{10}-\frac{N_2}{N_1}I_2

14Question

Comment définit-on le rendement η\eta d’un transformateur ?

Réponse

η=P2P1\eta=\frac{P_2}{P_1}.

15Question

Quelles sont les deux catégories de pertes d’un transformateur ?

Réponse

Les pertes dans le fer PfP_f et les pertes dans le cuivre PcP_c.

16Question

Comment les pertes dans le fer varient-elles avec l’amplitude du flux ?

Réponse

Elles varient comme le carré de l’amplitude du flux : Pf∼Φm2P_f\sim\Phi_m^2.

17Question

Comment calcule-t-on les pertes dans le cuivre en fonction des courants ?

Réponse

Pc=I12R1+I22R2P_c=I_1^2R_1+I_2^2R_2.

18Question

Quels sont les quatre couplages possibles d’un transformateur triphasé ?

Réponse

Y/YY/Y, Δ/Δ\Delta/\Delta, Δ/Y\Delta/Y et Y/ΔY/\Delta.

19Question

Quelle partie de la machine à courant continu reste immobile ?

Réponse

Le stator.

20Question

Quels éléments comprend l’induit de la machine à courant continu ?

Réponse

L’arbre, le noyau, le collecteur et l’enroulement.

21Question

Que portent les noyaux polaires principaux de la machine à courant continu ?

Réponse

Des bobines magnétisantes formant l’enroulement d’excitation et produisant le champ magnétique.

22Question

Quels sont les quatre modes d’excitation d’une machine à courant continu ?

Réponse

Dérivation, série, mixte et indépendante.

23Question

Comment l’enroulement d’excitation est-il relié à l’induit dans une machine à excitation en dérivation ?

Réponse

En parallèle avec les bornes de l’induit.

24Question

Dans une machine à excitation série, quelle relation relie les courants d’excitation et d’induit ?

Réponse

I=Iexc=IaI=I_{exc}=I_a

25Question

Dans un moteur shunt, comment l’induit et l’inducteur sont-ils alimentés ?

Réponse

Sous la même tension nominale.

26Question

Quel est le courant absorbé par un moteur à excitation indépendante ?

Réponse

I=IaI=I_a

27Question

Quelle relation donne la puissance mécanique d’un moteur sur son arbre ?

Réponse

P2=Cω=Cn9,55P_2=C\omega=C\frac{n}{9{,}55}, avec ω\omega en rad/s et nn en tours par minute.

28Question

Quelle relation relie la force contre-électromotrice d’un moteur à son flux et sa vitesse ?

Réponse

Ea=kEΦnE_a=k_E\Phi n, avec kE=kM9,55k_E=\frac{k_M}{9{,}55}.

29Question

Quelle équation décrit le circuit d’induit d’un moteur ?

Réponse

U=RaIa+EaU=R_aI_a+E_a, donc Ia=U−EaRaI_a=\frac{U-E_a}{R_a}.

30Question

Comment limite-t-on le courant initial dans l’induit d’un moteur ?

Réponse

Un rhéostat de démarrage est branché en série avec l’induit.

31Question

Comment définir la caractéristique électromécanique d’un moteur ?

Réponse

n=f(Ia)n=f(I_a), avec n=U−RaIakEΦn=\frac{U-R_aI_a}{k_E\Phi}.

32Question

Comment définir la caractéristique mécanique d’un moteur ?

Réponse

n=f(C)n=f(C), avec n=UkEΦ−RaCkEkMΦ2n=\frac{U}{k_E\Phi}-\frac{R_aC}{k_Ek_M\Phi^2}.

33Question

Quelle est la condition d’accélération au démarrage d’un moteur ?

Réponse

Cd>CrC_d>C_r.

34Question

Comment inverser le sens de rotation d’un moteur shunt ?

Réponse

En inversant le courant dans l’induit ou dans l’enroulement d’excitation.

35Question

Combien d’enroulements de phase le stator comporte-t-il, et quelle part des encoches chacun occupe-t-il ?

Réponse

Trois enroulements, chacun occupant un tiers des encoches.

36Question

Quelles sont les deux configurations de groupement des phases du stator ?

Réponse

En étoile ou en triangle.

37Question

Comment les barres d’un rotor en court-circuit sont-elles reliées à leurs extrémités ?

Réponse

Elles sont court-circuitées par deux anneaux.

38Question

Comment est monté l’enroulement triphasé isolé d’un rotor bobiné ?

Réponse

En étoile.

39Question

Quelles grandeurs le champ tournant induit-il dans l’enroulement fermé du rotor ?

Réponse

Des forces électromotrices et des courants.

40Question

Quelle formule définit le glissement d’une machine asynchrone ?

Réponse

g=n0−nn0g=\frac{n_0-n}{n_0}

41Question

Comment inverser le sens de rotation d’un moteur asynchrone ?

Réponse

Intervertir les connexions de deux bornes du stator au réseau.

42Question

Quelle est la vitesse relative du champ par rapport au rotor ?

Réponse

Δn=n0−n\Delta n=n_0-n

43Question

Quelle relation donne la force électromotrice rotorique en rotation ?

Réponse

E2=E20gE_2=E_{20}g

44Question

À vide, à quel courant idéal correspond le courant statorique par phase ?

Réponse

I1S=I10I_{1S}=I_{10}

45Question

Quelle expression donne le couple moteur en négligeant les pertes mécaniques ?

Réponse

C=KMU1S2R2/g+gX202/R2C=\frac{K_M U_{1S}^2}{R_2/g+gX_{20}^2/R_2}

46Question

Que représente la caractéristique mécanique d’un moteur ?

Réponse

La vitesse en fonction du couple sur l’arbre, soit n=f(C)n=f(C).

47Question

Que se passe-t-il pour le glissement quand la charge du moteur augmente ?

Réponse

Il augmente.

48Question

Quelles informations la plaque signalétique d’un moteur indique-t-elle ?

Réponse

Le constructeur, le type, les caractéristiques électriques et nominales, le service, l’isolement, la protection et la température admissible.

49Question

À quelles tensions le courant est-il transporté en sortie de centrale, puis après le poste de transformation ?

Réponse

De 6 kV à 35–500 kV en sortie de centrale, puis à 6–35 kV après le poste.

50Question

Que devient la tension chez les consommateurs dans l’exemple de transport présenté ?

Réponse

Elle subit une troisième transformation.

51Question

Quelles sont les deux catégories de transformateurs selon leur nombre de phases ?

Réponse

Les transformateurs monophasés et triphasés.

52Question

Quelles parties composent le noyau à colonnes décrit ?

Réponse

Deux colonnes entourées d’enroulements et des culasses.

53Question

De quoi est constitué le noyau feuilleté d’un transformateur ?

Réponse

De tôles minces d’acier magnétique isolées par du vernis.

54Question

Où se trouve l’enroulement basse tension dans le transformateur à colonnes décrit ?

Réponse

Près du noyau.

55Question

Quelles expressions donnent les forces magnétisantes primaire et secondaire ?

Réponse

F1=i1N1F_1=i_1N_1 au primaire et F2=i2N2F_2=i_2N_2 au secondaire.

56Question

Quelles expressions donnent les forces électromotrices induites au primaire et au secondaire ?

Réponse

e1=−N1dΦdte_1=-N_1\frac{d\Phi}{dt} au primaire et e2=−N2dΦdte_2=-N_2\frac{d\Phi}{dt} au secondaire.

57Question

Comment calculer le courant secondaire pour une charge d’impédance ZchZ_{ch} ?

Réponse

i2=u2Zchi_2=\frac{u_2}{Z_{ch}}.

58Question

Quelle est l’impédance de l’enroulement primaire en fonction de sa résistance et de sa réactance ?

Réponse

Z1=R12+X12Z_1=\sqrt{R_1^2+X_1^2}

59Question

À vide, quelle relation approximative lie la tension primaire à la FEM primaire ?

Réponse

U1≈−E1U_1\approx -E_1

60Question

De quoi dépend l’amplitude du flux magnétique si la fréquence et le nombre de spires restent constants ?

Réponse

Elle reste constante tant que la valeur efficace de la tension primaire reste constante.

61Question

Quelle grandeur secondaire X2X_2 prend-elle en compte ?

Réponse

Le flux de dispersion secondaire Φσ2\Phi_{\sigma2}.

62Question

Qu’est-ce que la caractéristique externe d’un transformateur ?

Réponse

La courbe U2=f(I2)U_2=f(I_2) indiquant le déphasage du courant par rapport à la tension.

63Question

Comment exprime-t-on le rendement avec les pertes ΔP\Delta P ?

Réponse

η=P2P2+ΔP\eta=\frac{P_2}{P_2+\Delta P}.

64Question

Quel essai détermine les pertes dans le fer d’un transformateur ?

Réponse

L’essai à vide, pour lequel Pf=P10P_f=P_{10}.

65Question

Quels sont les deux moyens de transformer une énergie électrique triphasée ?

Réponse

Un groupe de trois transformateurs monophasés identiques ou un transformateur triphasé.

66Question

Quelle forme a le noyau feuilleté d’un transformateur triphasé ?

Réponse

La forme d’un E, avec trois colonnes coplanaires réunies par deux culasses.

67Question

Que porte chaque colonne d’un transformateur triphasé ?

Réponse

Les enroulements primaire et secondaire d’une même phase.

68Question

Quelles lettres repèrent les bornes haute tension au début des enroulements ?

Réponse

A, B et C.

69Question

Quels éléments constituent le stator de la machine à courant continu ?

Réponse

Une carcasse cylindrique en acier coulé, deux flasques portant les paliers du rotor et des pattes de fixation.

70Question

Où sont placés les pôles auxiliaires et à quoi servent-ils ?

Réponse

Entre les pôles principaux, ils améliorent le fonctionnement de la machine grâce à des bobines connectées en série avec l’induit.

71Question

Dans une machine à excitation en dérivation, quelle relation donne le courant d’excitation ?

Réponse

Iexc=URexcI_{exc}=\frac{U}{R_{exc}}

72Question

Comment l’enroulement d’excitation est-il réalisé dans une machine à excitation série ?

Réponse

Avec un fil de grande section et un petit nombre de spires.

73Question

Pour les moteurs shunt et à excitation indépendante, de quoi le courant d’excitation est-il indépendant ?

Réponse

De la charge.

74Question

Quelle part du courant de travail représente le courant d’excitation ?

Réponse

De 1 à 5 %.

75Question

Quel courant traverse l’induit au démarrage sans résistance supplémentaire ?

Réponse

Iad=URaI_{ad}=\frac{U}{R_a}, car Ea=0E_a=0 au démarrage.

76Question

Quelles conditions définissent la caractéristique naturelle d’un moteur ?

Réponse

Tension nominale, courant d’excitation nominal et absence de résistance supplémentaire dans le circuit d’induit.

77Question

Pourquoi la caractéristique naturelle d’un moteur est-elle rigide ?

Réponse

La faible résistance d’induit entraîne une faible variation de vitesse avec la charge.

78Question

Que devient le sens de rotation si les courants d’induit et d’excitation sont tous deux inversés ?

Réponse

Il est conservé.

79Question

Qu’est-ce qui immobilise le moteur après la coupure de son alimentation ?

Réponse

Le couple résistant et les pertes mécaniques.

80Question

Quelle puissance est absorbée par un moteur électrique ?

Réponse

P1=UIP_1=UI

81Question

Quels repères désignent les origines et les fins des enroulements statoriques ?

Réponse

U1, V1 et W1 désignent les origines ; U2, V2 et W2, les fins.

82Question

À quelle condition la vitesse du rotor s’établit-elle ?

Réponse

Lorsque le couple moteur égale le moment résistant de la charge mécanique.

83Question

Quel est le signe du glissement en fonctionnement générateur ?

Réponse

Il est négatif.

84Question

Quelle relation donne le courant rotorique par phase rapporté au stator ?

Réponse

I2S=E20gR22+(gX20)2I_{2S}=\frac{E_{20}g}{\sqrt{R_2^2+(gX_{20})^2}}

85Question

Quelles composantes comporte le courant statorique ?

Réponse

Une composante active proportionnelle à la charge mécanique et une composante réactive magnétisante.

86Question

Quelle relation relie la puissance électromagnétique, le couple et la vitesse angulaire du champ ?

Réponse

Peˊm=Ceˊmω0=Ceˊmn09,55P_{ém}=C_{ém}\omega_0=\frac{C_{ém}n_0}{9,55}

87Question

Que représente la caractéristique électromécanique d’un moteur ?

Réponse

La vitesse en fonction du courant statorique, soit n=f(I1)n=f(I_1).

88Question

Comment calculer la puissance active absorbée nominale à partir de la puissance utile et du rendement ?

Réponse

P1nom=P2nom/ηnomP_{1nom}=P_{2nom}/\eta_{nom}

89Question

Comment calculer la puissance apparente nominale à partir de la tension et du courant nominaux ?

Réponse

Snom=3U1nomI1nomS_{nom}=\sqrt{3}U_{1nom}I_{1nom}

90Question

Comment calculer les pertes nominales du moteur ?

Réponse

ΔP=P1nom−P2nom\Delta P=P_{1nom}-P_{2nom}

91Question

À vide, à quel flux le flux principal du transformateur est-il égal ?

Réponse

Au flux créé par le primaire : Φ=Φ1\Phi=\Phi_1.

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Teste tes connaissances avec un QCM de 51 questions sur Transformateurs électriques monophasés.

1. Concernant le rôle et la destination des transformateurs, cochez la (les) proposition(s) exacte(s) :

2. Dans le parcours d’énergie décrit, la centrale fournit 6 kV et le réseau de transport fonctionne à haute tension. Parmi les propositions suivantes concernant ce parcours, lesquelles sont exactes ?

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