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Niveau école ingénieur
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transfo info

Posté par
Meedfried
13-12-21 à 23:44

Bonsoir,

Dans ma salle de bain, j'ai une prise électrique 230/120V avec un transfo d'isolation galvanique. Cette isolation électrique veut elle dire que je ne risque rien (pas d'électrocution) ?

Merci

* mmalou > forum modifié *

Posté par
Meedfried
Electricité 15-12-21 à 14:00

Bonjour,

(je reposte cette 1ere question car elle était dans une mauvaise rubrique)

1) Dans ma salle de bain, j'ai une prise électrique 230/120V avec un transfo d'isolation galvanique. Cette isolation électrique veut elle dire que je ne risque rien (pas d'électrocution) ?

2) Si on ne connait pas le déphasage d'une charge électrique, est ce que la solution est de regarder tension/courant à l'oscillo et de le déterminer ou P/S =cos(phi) est suffisant?

3) Comment peut on déterminer une impédance (à 50Hz) et donc d'une puissance consommée par exemple d'un disjoncteur ?
Car il n'existe pas d'appareil pour faire cela.
Avec Z² = R² + XL²

Merci beaucoup

*** message déplacé ***merci de ne pas faire de multipost***

Posté par
vanoise
re : transfo info 15-12-21 à 19:35

Bonsoir

Citation :
Cette isolation électrique veut elle dire que je ne risque rien (pas d'électrocution) ?

L'appareil électrique brancher au secondaire du transformateur d'isolement n'est relié par aucun fil au secteur (pas de liaison au fil de terre, pas de liaison à la phase, pas de liaison au neutre). Par phénomène d'induction, il existe cependant une différence de potentiel de valeur efficace 120V entre les deux bornes de la prise. Le risque d'électrocution existe donc toujours.
Citation :
Si on ne connait pas le déphasage d'une charge électrique, est ce que la solution est de regarder tension/courant à l'oscillo et de le déterminer ou P/S =cos(phi) est suffisant?

Si le dipôle peut être déconnecté du secteur et introduit dans un circuit avec résistance , générateur et oscillo, la première méthode est la meilleure. Si le dipôle ne peut pas être déconnecté du secteur, la mesure de P, la mesure de U et la mesure de I à l'aide d'une pince ampèremétrique est une bonne solution. La nature de la charge évite toute ambiguïté sur le signe de déduit du facteur de puissance. Méthodes à adapter à la question 3.

Posté par
Meedfried
re : transfo info 15-12-21 à 22:16

Merci,

D'accord, isolation ne veut pas dire protection mais plutôt éviter de propager les harmoniques du réseau.
Le 120V/230V en sortie est donc obtenu avec pour le 120V une bobine plus petite, et le 230V prend la bobine secondaire entière.
Du coup pourquoi mettre des prises dans une salle d'eau ? et à quoi sert ce transfo alors ?

Il faut bien sûr alimenter ce circuit avec la même fréquence car le déphasage dépend de la fréquence (ZL = R + jLw) donc si w très faible, jLw est négligeable et donc la bobine se comporte comme une résistance et donc phi ->0. C'est bien cela ?
Je vous pose cela car avec Psim, j'ai fait un petit schéma (voir capture R= 1ohm et L = 1m H) et pour toute fréquence le déphasage est de 90°... Je ne comprends pas


Pourquoi rajouter une résistance au dipôle ?
En triphasé, on peut donc mesurer P (somme des Pp des 3 phases) et avec P = 3VIcos(phi) et V et I, on détermine le phi du dipôle triphasé (équilibré?)

Merci !

transfo info

Posté par
vanoise
re : transfo info 16-12-21 à 17:48

Citation :
Du coup pourquoi mettre des prises dans une salle d'eau ? et à quoi sert ce transfo alors ?


Dans une installation domestique classique monophasée, le fil de phase (le bleu) est au potentiel v(t)=V_{eff}.\sqrt{2}.\cos\left(\omega.t\right) par rapport au fil de neutre (couleur quelconque sauf bleu et jaune-vert), ce fil de neutre étant lui-même au potentiel arbitrairement nul de la terre (fil jaune et vert). Imagine-toi dans ta salle de bain, pieds nus sur du carrelage humide en train de toucher accidentellement le fil de phase....

Imagine maintenant un transformateur d'isolement installé entre le secteur et une prise de la salle de bain ; tu touches accidentellement un des deux fils de la prise. Que se passe-t-il ? Situation peu probable : une de tes mains touche un fil tandis qu'une autre partie de ton corps touche l'autre fil. Que se passe-t-il ? Autre situation : le sèche-cheveux relié à cette prise tombe accidentellement dans l'eau savonneuse de la baignoire...

Concernant la simulation de l'étude d'une bobine à l'oscillo : on modélise une bobine réelle par la mise en série d'une inductance L avec une résistance r mais il n'est pas possible de mesurer la tension aux bornes de cette résistance pour obtenir une tension en phase avec i(t). Il faut donc ajouter en série une résistance connue. Ainsi, l'étude de la tension instantanée à ses bornes permet d'obtenir les caractéristiques de l'intensité instantanée (voir schéma et courbes ci-dessous).

Pour ta simulation : erreur d'utilisation du logiciel ou paramétrage tel que L>>R ?

transfo info

transfo info

Posté par
Meedfried
re : transfo info 17-12-21 à 18:41

Merci

En domestique, toucher la phase et le sol ... électrocution

Avec un transfo donc pas de lien entre primaire et secondaire, donc si on touche un fil et la terre, il n'y a rien ? Si c'est cela, je n'arrive pas à comprendre pour le fil de la phase, car on a toujours une différence de potentiel (120 ou 230V avec un corp humain R = 2000 ohm, donc courant très fort) ...
Si on touche les deux fils, il y a électrocution ...
Il me manque un truc !?

J'ai donc refait la simulation avec un voltmètre en parallèle de R et L est cela marche, le déphasage est bien dépendant de f. Le logiciel doit faire une erreur si seulement le voltmètre mesure uL.
Je ne comprends pas l'ajout de la résistance connue ?

Posté par
vanoise
re : transfo info 17-12-21 à 19:07

Citation :
Je ne comprends pas l'ajout de la résistance connue ?

La bobine, parce qu'elle est constituée d'un fil, possède une résistance "r" et, parce que ce même fil est enroulé pour former des spires, possède une inductance propre "L". L et r constitue deux caractéristiques du même enroulement : pas question de brancher un oscillo aux bornes de "r" seule comme tu l'as fait sur ton schéma. Si on veut que l'oscillo fournissent des informations sur l'intensité instantanée i(t), il faut ajouter une résistance connue en série. Ainsi, dans mon montage : i(t) ) =v(CH1)(t)/R1 ; A un facteur d'échelle près mais connu, la courbe rouge représente les variations en fonction de t de i(t). On peut en déduire l'amplitude puis la valeur efficace de l'intensité puis, comme la tension est connue, l'impédance et le déphasage, ce qui permet  de remonter à L et à r=R2... Si tu as le temps, pour t'assurer d'avoir bien compris, tu peux t'entraîner à retrouver les valeurs L=10mH et r= 2 à partir des deux courbes, de la fréquence f= 50Hz et de la tension d'alimentation 1V en valeur efficace.

Posté par
Meedfried
re : transfo info 17-12-21 à 22:38

Merci !

On a alors environ Z = 7,54 exp(j 27°) avec
Znorme = sqrt((r1+r2)²+(L1w)² = Veff / Ieff
Avec cette equation et sur l'angle, on détermine r2 = 1.9 = 2 et L1 = 9.7 10-3

Posté par
vanoise
re : transfo info 17-12-21 à 22:41

C'est bien cela aux approximations graphiques près ! Je crois que tu as bien compris !  
Attention tout de même aux unités !

Posté par
Meedfried
re : transfo info 19-12-21 à 18:28

D'accord merci,

Et donc pour le transfo ?

Posté par
vanoise
re : transfo info 20-12-21 à 01:08

Le risque d'électrocution existe quand un courant électrique traverse le corps humain. Pour qu'un courant induit existe , il faut que le coefficient d'inductance mutuelle M entre la bobine primaire et le circuit incluant le corps humain ne soit pas négligeable. Cela n'est possible que si ce circuit inclut en série la bobine du secondaire du transfo d'isolement. Repense aux différents exemples que je t'ai soumis précédemment. Tu devrais arriver à la conclusion que le transfo d'isolement réduit considérablement les risques d'électrocution sans les annuler totalement...

Posté par
Chimival
re : transfo info 20-12-21 à 13:16

Bonjour,
- Couleur du fil neutre :Juste une remarque de béotien à Vanoise : il me semble que dans votre réponse du 17/12 à 19h04, il y a une inversion :
La couleur du fil neutre est bleue, non ?

Posté par
vanoise
re : transfo info 20-12-21 à 14:36

Bonjour Chimival
J'ai effectivement permuté les couleurs des fils phase et neutre. Désolé !

Posté par
Chimival
re : transfo info 20-12-21 à 14:43

Bien reçu, merci !

Posté par
Meedfried
re : transfo info 21-12-21 à 18:13

Merci,

Donc comme V2 = -L2.di2/dt - M.di1/dt - R2.i2 (expression générale)
Si M est négligeable donc la tension induite par le couplage est nulle et donc v2 faible ?
Est ce cela, ou je m'égare.

Posté par
vanoise
re : transfo info 21-12-21 à 22:03

Dans les situations que l'on peut rencontrer dans une salle de bain, si la bobine du secondaire n'appartient pas au circuit fermé auquel participe le corps humain : M2=0 : aucune fém induite n'est créée ; aucun courant ne circule...

Posté par
Meedfried
re : transfo info 22-12-21 à 18:18

D'accord, merci
Donc si M2=0, il n'y a plus de flux au secondaire donc la fem
N.dphi/dt est nul et donc pas de courant.

Le secondaire "gagne" donc du flux que par couplage avec le primaire ?

Posté par
vanoise
re : transfo info 22-12-21 à 22:11

Oui ! C'est même le principe du transformateur : fournir de l'énergie électrique sans contact électrique. Le principe est repris dans certains dispositifs domestiques d'usage courant : bouilloire électrique, certains chargeurs de téléphones portables et de montres connectées...

Posté par
Meedfried
re : transfo info 23-12-21 à 14:32

Merci beaucoup !

Posté par
Meedfried
re : transfo info 27-12-21 à 11:37

Bonjour,
En relisant, je me suis rendu compte que je ne comprenais pas trop cette phrase. En effet dans un transfo, les bobines sont sur un noyau magnétique, donc couplé ?

vanoise @ 21-12-2021 à 22:03

si la bobine du secondaire n'appartient pas au circuit fermé auquel participe le corps humain : M2=0 : aucune fém induite n'est créée


Merci

Posté par
vanoise
re : transfo info 27-12-21 à 15:41

Un transformateur est constitué de deux bobines d'auto-inductances L1 et L2 enroulées sur un même noyau ferromagnétique. Elle sont donc couplées par inductance mutuelle. C'est ce couplage qui permet au circuit primaire de transmettre de l'énergie électrique au circuit secondaire sans contact électrique entre les deux circuits. Un couplage sans perte magnétique conduit à : M=\sqrt{L_{1}.L_{2}}.
Imagine que tu touches une borne du secondaire avec une main et l'autre borne du secondaire avec l'autre main (situation très improbable à moins de le faire exprès). Tu obtiens un circuit fermé (le corps humain est faiblement conducteur) incluant la bobine du secondaire. Un courant induit peut circuler dans ce circuit : risque d'électrocution. Imagine maintenant que tu touches une borne du secondaire avec une main, tes pieds étant sur le sol humide donc reliés à la terre. La terre n'étant pas reliée à la deuxième borne du secondaire, le circuit n'est pas fermé : aucun risque d'électrocution. Un peu plus généralement, imagine une main en contact avec une borne du secondaire avec le corps humain appartenant à un circuit fermé n'incluant pas la bobine du secondaire (pas de liaison à la deuxième borne du secondaire) : ce circuit n'est pas couplé au circuit primaire (c'est le sens du M2=0 de mon précédent message) : pas de risque de courant dans ce circuit ; pas de risque d'électrocution.

Posté par
Meedfried
re : transfo info 27-12-21 à 16:29

Merci!



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