Rapport de laboratoire # 4








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MATHIEU MALTAIS

Dépannage d’équipement

243-203-RA gr.24398 

Le transformateur

Rapport de laboratoire # 4

Travail présenté à :

Mr Errol Poiré

Département de technologie minérale

Cegep de Thetford mines

Le mardi 20 avril 2010

Table des matières


1.0L’histoire de l’électricité : 2

2.0 La différence entre le courant alternatif et continu : 4

3.0 Comment fonctionne un transformateur ? 4

4.0 Un transformateur peut-il fonctionner en courant continu? Pourquoi? 4

5.0 Le rapport du nombre de tours a-t-il un lien avec les résultats obtenus? 5

6.0 Est-ce que notre transformateur peut être considéré comme performant? 5

7.0 Annexe 6

8.0 Bibliographie 9


  1. L’histoire de l’électricité :


L’électricité fut d’abord amenée aux hommes par diverses manifestations naturelles. Par exemple les éclairs et les animaux. Il existe depuis longtemps des poissons utilisant des décharges électriques comme moyen de défense dont la célèbre anguille électrique et certains type de raies. Cette énergie est fortement associé au magnétisme. Bien que le magnétisme pur, par exemple des aimants naturels tel que la pierre de magnésie des grecs ne présente pas de caractère énergétique. De nos jours, l’électromagnétisme est un principe de physique soumis à des lois, des équations dont l’homme tire profit dans presque tout ce qu’il fait aujourd’hui.

Le monde d’avant pouvait très bien fonctionner sans l’électricité, mais aujourd’hui cette invention peut paraître comme essentielle à l’homme. Remontons donc à ces anciens jours. Le premier à s’être intéressé aux phénomènes électriques est sûrement Thalès de Milet. Un grec s’intéressant aux propriété statiques de l’ambre par exemple où de la laine. « … les Chinois vers le XIII e siècle, importèrent la boussole en Europe. L’étude des de forces des aimants (Gilbert), de la répulsions des particules chargées de même signe (Von Guericke) ne semble pas avoir suscité une interprétation très cohérente de ces phénomènes. Cependant, aux XVIIIe siècle on connaît de nombreuses propriétés des isolants et des conducteurs, et aussi les caractères des électricité des deux signes (Cray, Apinus, Franklin). On à même construit les premiers condensateurs (Kleist, Mussenbreck) et les premières piles (Volta). On croit alors à l’existence de d’un ou de deux fluides électriques » 1. C’est donc dire que la découverte et la compréhension du phénomène électrique est récent dans l’histoire de l’humanité

Commence ici les interprétations plus sérieuses. On obtient un modèle plus conçis avec la loi de Coulomb qui exprime l’attraction électrostatique entre deux particules. Vient ensuite la loi de Lenz-Faraday :« La loi de Faraday dit que la force électromotrice induite dans un bobinage fermé placé dans un champ magnétique est proportionnelle à la variation au courts du temps du flux du champ magnétique qui entre dans le circuit (E = − dΦ / dt).»4 Ce modèle induit un lien direct entre le champ électrique et le champ magnétique. C’est un dénommé Maxwell qui dérivera les équations entre l’électricité et le magnétisme. Dès lors l’existence de l’électromagnétisme était à prévoir car la science ainsi que des appareils déjà existant comme la boussole et le fait qu’on puisse différencié le pôle sud du pôle nord introduisait le fait que c’était une onde. Les théories de Maxwell ont été précisé par Heinrich Rudolf Hertz et c’est lui qui confirma la présence d’ondes. Il fut capable de polariser les ondes de les faire heurter des objets de faire varier leurs vitesses ainsi que de les diriger.

La prochaine époque se divise en plusieurs théorie. D’un côté, le fait que l’électromagnétisme soit une onde devient la base des théories de Albert Einstein. A ce moment, les idées sur la nature du courrant et sa production commence à être bien définie. C’est donc avec Nikola Tesla et Thomas Edison que se poursuit l’épopée. Tesla est un grand inventeur et pourrait faire l’objet d’une étude à lui seul. Je dirai seulement que lui et Edison se sont battu politiquement pour préconiser l’utilisation, Tesla du courant alternatif et Edison du courrant continu. Le présent nous démontrent que Tesla avait raison. Edison quant à lui tentait de prouvé que le courant alternatif était dangereux et inventa la chaise électrique. Il n’en demeure pas moins que le courant continu est utilisé dans la plupart des appareils et que le courant alternatif, l’est pour le transport.

2.0 La différence entre le courant alternatif et continu :


Le courant alternatif (AC) est le courrant naturellement produit par exemple par un aimant tournant dans un bobine de cuivre, le champ électrique produit est alternatif. Il est caractérisé par le fait qu’il fait des allé-retour, une équation quadratique sinusoïdale ou les volts représentent la hauteur de la crête et les hertz le nombre d’oscillation secondes. Le courant alternatif peut être transformé en courrant continu à l’aide d’un redresseur et inversement à l’aide d’un oscillateur. Le courant continu (DC) quant à lui est un mouvement unidirectionnel des électrons, il est exprimé en ampère et sert généralement dans tout les appareils usuels. La différence entre le courant alternatif et continu est donc de 1 du domaine d’utilisation et de 2 des propriété ondulatoires.

3.0 Comment fonctionne un transformateur ?


Un transformateur est un noyau d’acier avec 2 bobine de cuivre enroulé l’une sur l’autre. Le noyau d’acier sert à instauré un circuit magnétique et en augmente l’efficacité. L’oscillation du courant alternatif crée un champs magnétique qui produit du courant dans la 2ième bobine. L’utilité d’un transformateur ? contrôlé l’intensité ainsi que la tension du courant alternatif. Suivant l’expérience réalisé en classe je peut dire que si le courant passe d’abord dans la bobine ayant le moins de tour, il en sortira augmenté et qu’a l’inverse, si il passe dans la bobine comportant le plus de tour en premier, il en sortira diminué. Mais qu’arrive-t-il donc lorsque les 2 bobines d’un transformateur ont le même nombre de tours ? Le transformateur isolera alors le circuit contre les interférences et les harmoniques. En gros, il stabilisera le courrant.

4.0 Un transformateur peut-il fonctionner en courant continu? Pourquoi?


Un transformateur ne peut pas fonctionner en courrant continu pour la simple et unique raison qu’il fait varié l’oscillation du courrant. Un courrant continu est toujours de la même intensité et de la même tension, on ne peut le faire varié, si on le fait, on le transforme à l’aide d’un oscillateur et il devient du courant alternatif. J’imagine qu’on pourrait utiliser un transformateur pour éléminer les interferences du courrant continu mais nullement pour en changer l’intensité. Il est èa noter qu’un transformateur ne modifie que la tension et l’intensité mais nullement la fréquence.

5.0 Le rapport du nombre de tours a-t-il un lien avec les résultats obtenus?


Pour savoir si le nombre de tour de notre solénoïde à un rapport avec le résultats il n’y a qu’a les comparé. En introduisant du 10 volt nous avions à la sortie de la bobine du plus grand nombre de tour vers le plus petit nombre de tour environ 0.15 Volt et 0.30 volt avec la tige d’acier. Lorsque nous avons fait l’expérience à l’inverse : le courrant traversant d’abord la petite bobine nous avons obtenu 1 volt sans la tige de fer et 2 volt avec la tige de fer. Le nombre de tour à une influence sur le résultat c’est évident. On peut voir que la tension augmente du plus petit nombre de tour vers le plus grand et qu’a l’inverse il diminue. Cette conclusion n’énonce pas un rapport avec le nombre de tour réel mais plus une compréhension du rôle du transformateur. Il est évident que le rapport précis d’augmentation et de diminution d’un transformateur et obéis à des lois comptant précisément le nombre de tour, la nature du conducteur (cuivre majoritairement), la grosseur et la nature du noyau ainsi que plusieurs autres variables dont le système de refroidissement. Il est facile de constater à quel point cette variables rend notre transformateur si peu compétant. Nous avons fait fondre le crayon à 50 volts et même à 10 volts une bonne chaleur était dégagée. Cette perte masque le rapport que notre enroulement aurait pu avoir avec notre résultat. De plus notre enroulement était loin de la perfection et de la précision requise pour la rigueur d’une équation mathématique. Néanmoins on peut voir l’utilité principale c’est à dire contrôlé l’intensité du courant et comprendre dans quel sens il s’abaisse dans lequel il s’augmente ainsi que l’importance du noyau métallique.

6.0 Est-ce que notre transformateur peut être considéré comme performant?


La réponse à cette question est évidente, bien sur que non. En introduisant 10 volt, le maximum qu’on pouvait atteindre était 2 volt. On pouvait détecter le sens qui sous-tendais une augmentation du courant mais c’est loin d’être une augmentation réelle. Le condensateur possédait un noyau de plastic et d’acier … il va sans dire que le plastic, s’il avait été éliminé, aurait porté à une plus grande conduction. La perte en chaleur était considérable et même un phénomène remarquable compte tenus que certains élève on mit leur stylo en feu et la précision dû au nombre de tours, superflue. Je le répète, le transformateur n’était pas performant mais il a permis de saisir le sens de son fonctionnement.

7.0 Annexe


Mat ... dit :

yo gro chu tlm content tu te conecte
jaurais besoin de tes compétences

sur des trucs bin basiques

marc-andré dit :

comme quoi

Mat ... dit :

sur le courant alternatif pi continu

je c ke le courant continu change jms de direction ...

je c ke le courant alternatif peu etre monophasé biphasé ou triphasé

mais tu te sert tu du courant continu pour faire du courant alertanif

marc-andré dit :

habituellement on se sert du courant alternatif pour faire du courrant continu

mais l'inverse peut se faire

Mat ... dit :

ok

marc-andré dit :

mais c'est plus difficile

Mat ... dit :

ok

marc-andré dit :

ça prend un ondulateur

Mat ... dit :

ok

sa sa transfert le conrant alternatif en continu

pi mon courant yé alternatif par nature lui

je compren pas vrm dou ils viennent

kan je produit du courant je produit lekel

marc-andré dit :

le courant que l'on utilise c'est de l'alternatif

que l'on converti en continu une fois entrée dans les appareils

Mat ... dit :

ok

sa repon assé bien a ma question

marc-andré dit :

c'est plus facile a transporter sur de longue distance du courant alternatif

Mat ... dit :

ouais

alternateur triphasé

tesla

jai faite une recherche comme toute laprem la dessus

marc-andré dit :

ok

Mat ... dit :

mais i me mankaios ste boute l;a

marc-andré dit :

ok

le triphasé c'est de l'alternatif

qui allimente les grosse shop

le triphasé c'est 3 fils de 120v chaque

on peu se servir d'une ligne de 2 ligne ouy les 3 dépendament de la puissance que l'on veux

dans les mines y peu avoir plus que du triphasé pour laimenter les gros moteurs

Mat ... dit :

oké

marc-andré dit :

alimenter

Mat ... dit :

moi je pensais que le courant triphasé passait ds un seul fil

marc-andré dit :

non

c'est 3 fils

Mat ... dit :

kk

faik ds 1 fil ta 1 fase

marc-andré dit :

oui

Mat ... dit :

ok

pi kan hydro y shoot leu affaire a chepas combien de volt ds le fond yaugmente la crête de chaque phase

marc-andré dit :

oui

ils l'augmentent a 14000v messemble en ville

Mat ... dit :

ok

pour les chiffres c pas trop important

pcq mon prof veu kon yexplike si un transfo sa peu fonctionner ak le courant continu et alternatif

mais eulement alternatif

marc-andré dit :

un transfo ne peux que fontionner avec l'alternatif

Mat ... dit :

a composante nulle

marc-andré dit :

un transfo c'est 2 bobbine qui sont enroulé a l'entour d'un noyau d'acier

Mat ... dit :

ouais on na faite un peu le mm principe on na pri un style on na sacré une vis dedans pi on na faite 2 bobine de file de cuivre par dessus

marc-andré dit :

avec l'oscillation du courant alternatif ça crée un champ magnétique qui produit du courant a la 2e bobine

Mat ... dit :

wow

pi kan je rentre sa ds un sens sa le descend pi ds lautre sa laugmente

pkoi

marc-andré dit :

c'est a cause des nombre de tours de fils dans chaque bobine

Mat ... dit :

oiké

marc-andré dit :

habituellement tu as plus de tours dans une bobine que dans l'autre

Mat ... dit :

ouais

effectivement on navais plus ds une ke ds lautre

marc-andré dit :

si les 23 bobines ont le même nombre de tours le transfo ne fait qu'isoler un circuit

*2

Mat ... dit :

le moins de tour vers le plus de tour tu créé une augmentation pi le plus de tour vers moins de tours une diminution

marc-andré dit :

ouais

Mat ... dit :

kess tu veu dire par isoler le circuit

marc-andré dit :

contre les interférances les armoniques

les choses qui sont pas bon pour certains appareils

délicat

Mat ... dit :

ok faik si je compren bien sa stabilise ton courant

marc-andré dit :

oui

Mat ... dit :

ok

marc-andré dit :

bon moi je doit aller travailler

Mat ... dit :

merci

stais vrm cool

marc-andré dit :

si ta dautres questions je vais revenir vers 8h

Mat ... dit :

okok

marc-andré dit :

bye mat

a+

Mat ... dit :

chow bye

8.0 Bibliographie


1 : http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Coulomb_(%C3%A9lectrostatique) ; http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Lenz-Faraday ; http://fr.wikipedia.org/wiki/Courant_alternatif

2 : http://subaru2.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/electri/faraday.html

4 : Louis DE BROGLIE, Encyclopédie française –tome 2 La physique, Paris, 1965, p.4

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