Un circuit magnetique est le volume ou se referment toutes les lignes de force d’un champ magnetique. Dans tous les domaines ou on aura a utiliser des phenomenes magnetiques ( par exemple : machines, appareils de mesure), on sera amene a canaliser les lignes de force dans un circuit bon conducteur du flux magnetique. Ce circuit sera constitue par des materiaux dits ferro magnetiques et en particulier par du fer.
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La Bobine a noyau de fer
Constitution
La bobine a noyau de fer est constitue essentiellement :
- D’un circuit magnetique forme d’un empilement de toles magnetiques minces isol´ees entre elles par une couche de vernis .
- D’une bobine de N spires
Equations electriques
La loi des mailles appliqu´ee au schema electrique equivalent ci dessous donne : u + e1 = ri avec e1 = −N dφ1/dt = −N dφ/dt − N dφf /dt
Pertes dans le circuit magnetique
La presence d’un circuit magnetique va entrainer des pertes supplementaires. On note par Pf les pertes dans le fer d’un circuit magn´etique. Ces pertes vont se traduire par un echauffement du circuit magnetique .Les pertes fer s’ecrivent : Pf = PH + PcF avec PH : pertes par Hyst´erisis et PcF : pertes par courant de Foucault .
Le flux magn´etique obtenu est sinisoidal , il a comme amplitude φmax = U/N w et en retard par rapport `a la tension d’un angle de π/2 .La valeur efficace de la tension est exprim´ee comme suit :
U = 4.44N f φmax = 4.44N f BmaxS
avec S est la section de circuit magn´etique et Bmax est l’induction maximale en Tesla L’equation(2-5) est appel´ formule de boucherˆot, elle permet de calculer le nombre de spires
Schema equivalent et diagramme vectoriel
Le schema equivalent d’une bobine a noyau de fer est la suivante traduit le fonctionnement electrique et energetique de la bobine a noyau de fer.
Transformateur monophasé Géneralités
Role
Le transformateur monophas´e est un convertisseur ”alternatif-alternatif”.Il a pour rˆole de modifier les amplitudes des grandeurs alternatifs(tensions, courants) en maintenant la fr´equence et la forme d’ondes inchang´ees, en vue d’adopter le r´ecepteur(charge) au r´eseau ´electrique. Les transformateurs sont des machines statiques et possedent un exclent rendement.Leur utilisation est primordiale pour le transport d’´energie ´electrique.Ils assurent l’elevation de la tension entre les alternateurs (source) et le r´eseau de transport ,puis ils abaissent la tension du r´eseau pour l’expoliter par les utilisateurs.
Constitution
Le transformateur monophas´e est constitu´e par :
Un circuit magn´etique ferm´ , de grande perm´eabilit´ et feuillet´e(constitu´ par des tˆoles de 0.2 `a 0.3mm d’epaisseur).
Un enroulement primaire possedant N1 spires, reli´ `a la source alternative et se comporte comme un r´ecepteur
Un ou plusieurs enroulements secondaires possedant N2 spires, il alimente une charge , on lui adopte la convention g´enerateur
Les enroulements primaires et secondaires sont isol´es ´electriquement mais ils sont accoupl´es magn´etiquement
Principe de fonctionnement
Son principe de fonctionnement est bas´e sur la loi d’induction electromagn´etique (loi de Lenz).En effet, la tension alternative au primaire va cr´eer un flux magn´etique alternatif qui traversant l’enroulement secondaire produira une f.e.m induite(Loi de Faraday).
Etude d’un transformateur parfait
Hypotheses
-Pas des pertes joule (R1 = R2 = 0)
-Pas de flux de fuite(l1 = l2)
-Le circuit magn´etique est parfait(µ = ∞)
Conclusion
Les puissances active et r´eactive absorb´ees par le primaire seront totalement transmises a` la charge connect´ee au secondaire( pas des pertes).Le rendement d’un transformateur parfait est ´egal a` 1.
1 Les circuits magn´etiques
1.1 G´eneralit´es
1.2 Th´eor`eme d’Amp`ere
1.3 R´eluctance d´une portion de circuit magn´etique
1.4 Force de Laplace
1.5 Loi de Faraday
2 La Bobine `a noyau de fer
2.1 Constitution
2.2 Etude de fonctionnement
2.3 Sch´ema ´equivalent et diagramme vectoriel
3 Transformateur monophas´e
3.1 G´eneralit´es
3.2 Etude d’un transformateur parfait
3.3 Propriet´es du transformateur parfait
3.4 Transformateur industriel
3.5 Transformateur monophas´e dans l’approximation de Kapp
4 Le Transformateur Triphas´e
4.1 Interˆet
4.2 Constitution d’un transformateur triphas´e
4.3 Fonctionnement en r´egime ´equilibr´e
4.4 Marche en parall`elle des transformateurs triphas´es
5 Les Machine ´a courant continu
5.1 G´en´eralit´es
5.2 Principe
5.3 Constitution d’une machine `a courant continu
5.4 Equations g´en´erales d’une machine `a courant continu
5.5 Expression du couple ´electromagn´etique
5.6 Etude de l’induit en charge
5.7 Probl`eme de commutation
6 Les g´enertrice `a courant continu
6.1 Introduction
6.2 Caracteristiques usuelles
6.3 Generatrice a excitation separee
6.4 Generatrice a excitation shunt
7 Les moteurs `a courant continu
7.1 La loi de Laplace
7.2 Principe de fonctionnement
7.3 Hypothese
7.4 Moteur `a excitation independante aliment´e sous une tension variable
7.5 Moteur `a excitation shunt aliment´e sous une tension constante
7.6 Moteur `a excitation s´erie aliment´e sous une tension constante
7.7 Moteur `a excitation compos´ee
7.8 Comparaison entre moteur s´erie et shunt
7.9 Bilan de puissance d’un moteur `a courant continu
8 Les Machines synchrones
8.1 Introduction
8.2 Symbole
8.3 Constitution
8.6 Moteur synchrone
9 Les machines asynchrones triphases
9.1 Generalites
9.2 schema equivalent monophase
9.3 Bilan de puissance
9.4 Caracteristiques mecaniques
9.5 Diagramme de cercle
Bibliographie
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