Influence de la variation de perméal

Dans tout ce qui précède, on a supposé constai du noyau. Afin de montrer l'influence de la 1 gressive de cet élément, traçons la courbe 01 I sentant les variations du flux dans le fer en 1 : magnétisante.

Pour la simplicité de la construction qui va î . serons que les abscisses de la courbe sont d'excitation et les ordonnées les valeurs a nj dans le noyau.

Il résulte de ces conditions qu'à un nomb résultants égal à OC, correspond une force él daire E'a = CP', ayant une valeur inférieure l'on aurait obtenue si le flux était resté propc magnétomotrice.

La force électromotrice primaire induite E'

6l6 TRANSFORMATEURS A COURANTS ALTERNATIFS.

détermine en augmentant CP' dans le rapport des nombres de spires

— • On obtient de la sorte une valeur OK' plus faible que OK. Si

Ton achève le parallélogramme OF E' K', on voit que l'effet de la diminution progressive de la perméabilité du noyau est de réduire les forces électromotrices primaire et secondaire, ainsi que le courant secondaire. En même temps, les angles de retard sont également diminués.

On remarquera toutefois que les variations de la perméabilité se font surtout sentir vers le maximum de la phase d'aimantation, de sorte qu'il se produit pendant la phase une variation périodique des angles de retard.

463. — Rendement industriel des transformateurs. — Les essais électriques exécutés sur les transformateurs ont pour objet de relever les données qui servent à établir la puissance électrique dépensée aux bornes du circuit primaire et la puissance électrique recueillie aux bornes du secondaire. En désignant par P^ et Pj ces deux quantités, le rendement industriel de l'appareil est le rapport de la seconde à la première

464. — Méthodes de mesure. Puissance secondaire. — La détermination de la puissance utilisable dans le circuit extérieur à la bobine induite n'entraîne aucune difficulté si ce circuit est dépourvu de self-induction, par exemple s'il est formé de lampes électriques, attendu que , dans ce cas , il n'y a pas de retard entre la dififérence de potentiel et le courant secondaires.

On déterminera simultanénent la différence de potentiel efficace v/1^^2)m au moyen du voltmètre Cardew ou de l'électromètre, §§ 229, 226, et l'intensité efficace y/Ji^^^ parl'électrodynamomètre, § 220.

On aura alors

P2 = ^{^^ v'Fai;^

Si la résistance utile est formée par deux conducteurs joîntifs tendus en zigzag et parcourus en sens inverses par le courant secondaire , la self-induction du circuit extérieur est également nulle. On peut aussi constituer la résistance non inductive par une bobine enroulée à Taide d'un til bouclé ou mieux par une bobine formée d'un nombre pair de couches enroulées en sens inverses, ce qui s'obtient en retournant la bobine après chaque couche. Cette dernière disposition permet de séparer les couches par une feuille isolante en vue d'éviter les courts-circuits et d'éloigner les fils à des potentiels très différents.

La résistance non inductive est alors déterminée d'avance ; en l'appelant R et en supposant qu'elle ne soit pas sensiblement modifiée par réchauffement dû au courant, il suffit de déterminer (v^2)in ^^ ('Vm pour calculer la puissance utile, car, § 245,

Pa=R(iVm=^(vVm.

Le wattmètre peut aussi être employé à cette mesure, si la selfinduction des deux circuits qui le composent a été rendue négligeable par la disposition de M. Zipernowski, § 245.

465. — Puissance primaire moyenne. — La détermination de la puissance P^ , absorbée par le circuit primaire du transformateur , entraîne des difficultés sérieuses par suite de la différence de phases qui existe entre le courant et la différence de potentiel primaires.

Fi g. 260.

MM. Blondlot et Curie et M. Morelli ont imaginé séparément une même disposition pour résoudre ce problème.

L'appareil employé , fîg. 260 , est un électromètre dont la partie fixe se compose d'un tambour fendu suivant deux hémi-cylindres plats I et 2. La partie mobile est un disque divisé également en deux

6l8 TRANSFORMATEURS A COURANTS ALTERNATIFS.

hémicycles 3 et 4 , isolés l'un de l'autre et communiquant séparément avec l'extérieur par deux fils métalliques constituant une suspension bifilaire.

La résistance inductive , dans notre cas la bobine primaire du transformateur, est disposée en AB et reliée aux demi-cylindres fixes. En série avec cette résistance est un conducteur sans self-induction CD, communiquant avec les hémicycles mobiles. En désignant par V|, Va, V3, V4 les potentiels des points A, B, C, D, la déviation ô de l'appareil est proportionnelle au produit moyen des différences V^ — Vg, Vg — Vj, et, par suite, au produit moyen de la tension aux bornes delà bobine inductrice par le courant primaire, (V| /{jm) attendu que, dans la résistance CD, le courant reste à chaque instant proportionnel à la différence de potentiel. On a donc

la constante k se détermine en envoyant dans les résistances AB et CD un courant continu , la puissance développée entre les points A et B étant mesurée d'autre part par les procédés ordinaires.

L'epploi de la méthode précédente a donné lieu à des critiques, lorsque les potentiels dépassent une limite déterminée.

La méthode d'Ayrton et Sumpner , § 246 , est exempte de reproches.

La méthode calorimétrique, décrite au § 246, est théoriquement exacte. Son défaut est le manque de sensibilité et la durée considérable des mesures, nécessitée par l'obligation d'attendre que le régime des températures soit atteint dans chaque expérience.

La fig. 121 représente un transformateur Ganz et C**, TT', enfermé dans le calorimètre, les^extrémités P P', S S' du primaire et du secondaire sortant de la caisse de celui-ci.

La chaleur entraînée en une seconde par l'eau, lorsque le régime des températures est établi, mesure la puissance totale Pi absorbée dans les deux bobines du transformateur et dans le noyau sous forme d'effet Joule et d'hystérésis. On détermine séparément la puissance Pj disponible dans le circuit extérieur rattaché à SS'.

On a évidemment

P^ = Pi + P2, d'où

On peut graduer empiriquemeni le calorimèire en y enTermant une bobine parcourue par un courant coniinu et constant, la puissance absorbée par le fil étant mesurée par les procédés habituels. En appelant P cette dernière et 9 la différence des températures indiquées par les deux ihermo mètres, le rapport p^ représente la différence correspondant à l'unité de puissance dépensée sous forme de chaleur dans Tappareil. .

M, Roîii a employé le calorimètre en même temps que le waitmètre Zipernowski pour la détermination de la puissance primaire d'un transformateur.

Le rapport des puissances obtenues respectivement par le wattmètre et le calorimètre était i ,2 dans la marche à vide du transformateur. Ce rapport descendait à 1 ,01 5 en pleine charge. En employant un waitmètre sans self-induction ou dont la capacité corrigerait ta self-induction, on devrait obtenir des valeurs identiques par les deux méthodes, § 246.

M, Roîti a trouvé, dans ses expériences sur le transformateur Ganz et C'' de 4 kilowatts décrit au § 456, un rendement industriel de 96 pour 100, lorsque le débit était maximum. D'autre part, la Commission d'expériences instituée par la ville de Francfort a trouvé qu'à demt-charge le rendement est de 93 pour 100; à quart de charge, de 90 pour 100; enfin, à huitième de charge, de 80 pour 100. A partir de là, le rendement diminue rapidement.

466. — Méthode de HM. Ryan et Herritt pour relever les diagrammes des tensions et des courants des transformateurs. — Le transformateur essayé par MM. Ryan et Merritt est un appareil de petites dimensions, d'un modèle analogue à celui du transformateur Westinghouse. Le circuit secondaire peut débiter normalement 5oo watts et alimenter 10 lampes à incandescence de 16 candies.