Circuit Équivalent d'un Transformateur
Le diagramme de circuit équivalent de n'importe quel dispositif peut être extrêmement utile pour prédire comment le dispositif se comportera dans différentes conditions de fonctionnement. Il s'agit essentiellement d'une représentation sous forme de circuit des équations qui décrivent les performances du dispositif.
Le circuit équivalent simplifié d'un transformateur est construit en représentant tous les paramètres du transformateur soit du côté secondaire, soit du côté primaire. Le diagramme de circuit équivalent du transformateur est présenté ci-dessous :
Considérons le circuit équivalent d'un transformateur avec un rapport de transformation K = E2/E1. La force électromotrice induite E1 est équivalente à la tension appliquée primaire V1 moins la chute de tension primaire. Cette tension donne lieu au courant à vide I0 dans l'enroulement primaire du transformateur. Étant donné que la valeur du courant à vide est extrêmement faible, il est souvent négligé dans de nombreuses analyses. Par conséquent, I1≈I1′. Le courant à vide I0 peut être décomposé en deux composantes : le courant d'excitation Im et le courant de travail Iw.Ces deux composantes du courant à vide sont le résultat du courant tiré par une résistance non inductive R0 et une réactance pure X0, auxquelles la tension est E1 (ou de manière équivalente, V1−chute de tension primaire).
La tension aux bornes V2 à travers la charge est égale à la force électromotrice induite E2 dans l'enroulement secondaire moins la chute de tension dans l'enroulement secondaire.
Circuit Équivalent avec Toutes les Quantités Reportées sur le Côté Primaire
Dans ce scénario, pour construire le circuit équivalent du transformateur, tous les paramètres doivent être reportés sur le côté primaire, comme illustré dans la figure ci-dessous :
Les valeurs de résistance et de réactance sont données ci-dessous
La résistance secondaire reportée sur le côté primaire est donnée par :
La résistance équivalente reportée sur le côté primaire est donnée par :
La réactance secondaire reportée sur le côté primaire est donnée par :
La réactance équivalente reportée sur le côté primaire est donnée par :
Circuit Équivalent avec Toutes les Quantités Reportées sur le Côté Secondaire
Le diagramme de circuit équivalent du transformateur lorsque tous les paramètres sont reportés sur le côté secondaire est le suivant :
Les valeurs de résistance et de réactance sont données ci-dessous
La résistance primaire reportée sur le côté secondaire est donnée par
La résistance équivalente reportée sur le côté secondaire est donnée par
La réactance primaire reportée sur le côté secondaire est donnée par
La réactance équivalente reportée sur le côté secondaire est donnée par
Circuit Équivalent Simplifié du Transformateur
Étant donné que le courant à vide I0 représente généralement seulement 3 à 5 % du courant nominal à pleine charge, la branche parallèle comprenant la résistance R0 et la réactance X0 peut être omise sans introduire d'erreurs significatives dans l'analyse du comportement du transformateur sous charge.
Une simplification supplémentaire du circuit équivalent du transformateur est réalisée en omettant cette branche parallèle R0-X0 . Le diagramme de circuit simplifié du transformateur est le suivant :
