9.1       Un transformateur dévolteur abaisse une tension de 60 Hz de 424 kV à 132,5 kV. Son cadre, de 4 m de longueur, est formé de colonnes de 0,785 m² de section. Son primaire comprend 2000 spires.

       a) Combien a-t-il de spires à son secondaire?

       b) Quel est le champ magnétique maximal dans son cadre?

9.2       Le cadre d'un transformateur dévolteur 120 V / 30 V opérant à 60 Hz a une section de 10^-4 m² , une longueur de 0,16 m et une constante magnétique de 2000. Son secondaire comprend 1250 spires.

       a) Quel est le nombre de spires de son primaire?

       b) Quelle est sa réactance inductive au primaire?

       c) Quel est son courant de magnétisation?

       d) Quel courant requiert-il si une charge de 1 kΩ purement résistive est placée aux bornes de son secondaire?

       e) Quel courant requiert-il si une charge de 100 Ω purement résistive est placée aux bornes de son secondaire?

9.3       Une résistance de 40 mΩ est placée aux bornes des 100 spires du secondaire d'un transformateur. Une source de 240 V de 1 Ω de résistance interne qui oscille à 50 Hz est placée aux bornes des 3500 spires de son primaire.

       a) Quelle est la puissance dissipée par la résistance de 40 mΩ?

       b) Quelle est la fréquence de la tension à ses bornes?

9.4       Un fer à souder dont la résistance interne est de 4 mΩ est placé aux bornes des 100 spires du secondaire d'un transformateur. Une source de 110 V de 1 Ω de résistance interne qui oscille à 60 Hz est placée aux bornes des 5000 spires de son primaire.

       a) Quel courant circule dans le fer à souder?

       b) Quelle est la fréquence de la tension à ses bornes?

9.5       Un amplificateur peut se ramener à une source et une résistance interne et un haut-parleur, à une résistance. La tension aux bornes de l'amplificateur est de 80 V quand il ne débite pas de courant; et le courant maximum qu'il débite, lorsque ses bornes sont court-circuitées par un ampèremètre, est de 5 A. Le courant débité par l'amplificateur est de 2,5 A si le haut-parleur est branché au secondaire d'un transformateur dont le primaire est connecté à l'amplificateur avec un rapport de spires primaire:secondaire de 4:2.

       a) Quelle est la résistance interne de l'amplificateur?

       b) Quelle est la résistance du haut-parleur?

       c) Quelle est la puissance consommée par le haut-parleur si le rapport de spires primaire:secondaire est de 3:2?

9.6       Le courant efficace dans chaque phase d'une ligne de transmission triphasée est de 100 A. Quel est le courant instantané dans les phases I et III si celui dans la phase II est de 50 A?

9.7       Un courant efficace de 100 A coule dans chaque phase d'une ligne de transmission triphasée dont la tension composée est de 735 kV.

       a) Quelle est la puissance apparente transportée par toute la ligne?

       b) Quel est le courant instantané dans les phases II et III si celui dans la phase I est de 141,42 A?

                (une phase)

9.8       Un alternateur triphasé, dont la tension étoilée est de 8 kV et dont la réactance inductive est de 0,6 Ω par phase, alimente trois réseaux purement résistifs de 0,8 Ω.

       a) Quelle puissance réelle totale produit-il?

       b) Quelle est la tension induite étoilée requise dans son stator?

       c) Quelle est sa tension composée?

9.9       La puissance totale produite par les 16 groupes de turbines et alternateurs composant la centrale de LG2 à La Grande Rivière est de 5,328 GW. La hauteur de chute y est de 150 m. La fréquence de rotation des turbines Francis dont l'arbre de couche est commun au rotor des alternateurs est de 133,3 tours/minute. La tension composée produite par les alternateurs est de 13,8 kV, à une fréquence de 60,00 Hz.

       a) Quel est le nombre de pôles trouvés sur chaque stator?

       b) Quel est le débit d'eau utilisé afin de fournir toute la puissance installée?

       c) Quel est le moment de force demandé à chaque turbine?

9.10     Un alternateur de 4 pôles, dont le stator, de 3 Ω résistance et de 20 Ω réactance inductive, produit une tension mono-phasée de 60 Hz de 9,5 kV aux bornes du primaire d'un transformateur dévolteur dont le rapport de spires primaire:secondaire est de 10:1. La résistance de l'usine, branchée aux bornes du secondaire, est de 0,95 Ω.

       a) Quelle est la fréquence de rotation du rotor de l'alternateur?

       b) Quelle est la résistance équivalente de l'usine vue à travers le primaire du transformateur?

       c) Quelle est la puissance réelle consommée par l'usine?

       d) Quel est le moment de force requis du moteur diésel entraînant le rotor?

                                (une phase)

9.11     Chaque phase du stator d'un alternateur triphasé, connecté en étoile, de 2 Ω de résistance et 10 Ω de réactance inductive, alimente directement une ligne de transmission de 2 Ω de résistance et de 20 Ω de réactance inductive reliée au primaire d'un transformateur dévolteur dont le rapport de spires primaire:secondaire est de 12:1. Le facteur de puissance de l'impédance de 0,5 Ω, partiellement inductive, aux bornes du secondaire est de 0,8.

       a) Quelle est l'impédance vue à travers le transformateur?

       b) Quelle est l'impédance aux bornes de l'alternateur?

       c) Quelle est l'impédance totale pour chaque phase?

9.12     Chaque phase du stator du problème précédent débite un courant de 100 A.

       a) Quelle est la tension étoilée aux bornes du secondaire de transformateur?

       b) Quelle est la tension étoilée aux bornes de l'alternateur?

       c) Quelle est la tension étoilée induite dans son stator?

       d) Quelle est la puissance réelle consommée par l'usine branchée aux trois transformateurs dévolteurs?

9.13     La tension aux bornes du stator d'un alternateur monophasé est de 14,6 kV oscillant à 60 Hz lorsque celui-ci ne débite pas de courant. Cette tension induite est maintenue

constante. La résistance interne du stator est de 0,3 Ω; sa réactance inductive interne, de 0,9 Ω. Le primaire d'un transformateur survolteur dont le rapport de spires primaire:secondaire est de 1:10 est relié au stator; son secondaire, à une ligne de transmission de 16 Ω de résistance et de 180 Ω de réactance inductive. Le primaire d'un transformateur dévolteur dont le rapport de spires primaire:secondaire est de 200: 1 est relié à la ligne; son secondaire, à une usine de 12,6 mΩ de résistance et de 5,25 mΩ de réactance inductive.

       a) Quelle est l'impédance du réseau aux bornes de l'alternateur?

       b) Quel courant débite l'alternateur?

       c) Quelle puissance apparente produit-il?

       d) 

Quelle puissance réelle produit-il?

       e) Quelle puissance réelle consomme l'usine?

9.14      Le stator d'un alternateur de 54 pôles crée une tension monophasée de 15,6 kV à 60 Hz aux bornes du primaire d'un transformateur survolteur dont le rapport de spires primaire:secondaire est de 1:5. La résistance interne du stator est de 0,3 Ω; sa réactance inductive, de 1 Ω. Une ligne de transmission, de 18 Ω de résistance et de 75 Ω de réactance inductive, réunit le secondaire du transformateur survolteur au primaire d'un transformateur dévolteur dont le rapport de spires primaire:secondaire est de 300:1. La résistance d'une petite ville, de 1,8 mΩ, est branchée à son secondaire.

       a) Quelle est la résistance de la ville vue à travers le transformateur dévolteur?

       b) Quelle est l'impédance du réseau aux bornes de l'alternateur?

       c) Quel est le courant débité par l'alternateur?

       d) Quelle est la puissance apparente fournie par l'alternateur?

       e) Quelle est la puissance réelle consommée par la ville?

       f) Quelle est la tension induite dans le stator de l'alternateur?

       g) Quel est le moment de force mécanique requis pour faire tourner le rotor de l'alternateur à vitesse constante?

                                                 (une phase)

9.15     Le stator d'un alternateur triphasé de 4 pôles crée une tension étoilée de 10 kV à 60 Hz aux bornes du primaire d'un transformateur survolteur dont le rapport de spires primaire:secondaire est de 1:5. La résistance interne de chaque phase du stator est de 0,4 Ω; sa réactance inductive, de 2 Ω. Une ligne de transmission, de 20 Ω de résistance et de 38 Ω de réactance inductive par phase, réunit le secondaire du chaque transformateur survolteur au primaire d'un transformateur dévolteur dont le rapport de spires primaire:secondaire est de 100:1. Une usine est branchée au secondaire des trois transformateurs dévolteurs. Son impédance aux bornes de chacun est de 18 mΩ de résistance et de 11,2 mΩ de réactance inductive.

       a) Quelle est l'impédance du réseau aux bornes de chaque phase de l'alternateur?

       b) Quelle est la tension étoilée induite dans le stator de l'alternateur?

       c) Quelle est la puissance apparente produite par l'alternateur?

       d) Quel est le moment de force développé par la turbine qui entraîne le rotor de l'alternateur?