À propos de cette expérience
Un transformateur modifie la tension alternative en partageant un flux magnétique variable entre deux enroulements. Modifiez le rapport de spires et la charge pour observer la variation inverse de la tension et du courant, tandis que la puissance est conservée. Toutes les mesures sont des valeurs efficaces pour un courant alternatif sinusoïdal ; le schéma des enroulements représente le nombre de spires, sans dessiner chaque spire individuellement.
Objectifs pédagogiques
- Étudiez l’effet du nombre de spires du secondaire sur sa tension efficace en contrôlant les autres variables.
- Utilisez le graphique et les valeurs numériques pour vérifier une prédiction.
- Expliquez les hypothèses physiques et les limites d’application de ce modèle.
Comment l’utiliser
- 1Utilisez 400 spires au primaire, 200 spires au secondaire, 24 V et 100 Ω. Vérifiez que la tension et le courant au secondaire sont de 12 V et 0,12 A.
- 2Conservez la courbe et doublez le nombre de spires du primaire. Comparez la pente.
- 3Gardez le nombre de spires fixe et divisez par deux la résistance de charge. Quelles tensions restent constantes et quels courants doublent ?
- 4Réglez le nombre de spires à la même valeur. Vérifiez que les courants primaire et secondaire sont égaux.
Le modèle
Hypothèses
- L’entrée est une tension alternative sinusoïdale et toutes les valeurs de tension et de courant sont des valeurs efficaces. Le couplage est parfait et le courant magnétisant est négligé.
- Il n’y a ni pertes dans les enroulements ni pertes dans le noyau, ni saturation ni limites de la source. Les puissances élevées prévues sont des extrapolations idéales, et non des puissances nominales des équipements.
À essayer en classe
- Q1Pourquoi le courant secondaire est-il supérieur au courant primaire dans un transformateur abaisseur ?
- Q2Quel rapport de spires permet d’obtenir 6 V à partir de 24 V dans ce modèle idéal ?
Foire aux questions
Ce transformateur fonctionnerait-il avec un courant continu constant ?
Non. Un courant continu constant ne maintient pas un flux magnétique variable dans le noyau. Le modèle de rapport de tension utilisé ici suppose une excitation alternative.
Augmenter la tension crée-t-il de l’énergie ?
Non. Le transformateur idéal conserve la puissance. Le courant de sortie et le courant d'entrée s'ajustent en fonction du rapport de transformation et de la charge connectée.