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Électricité et magnétisme · AP Physique 2

Simulateur de transformateur idéal et de pertes de transport électrique

Simuler les transformateurs idéaux: U1/U2 = n1/n2, I1/I2 = n2/n1, P_in = P_out et réduction de la perte de puissance du réseau de transmission à haute tension à longue distance (P_loss = (P/U)²·R).

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  • Pas d'inscription
  • Dérivés vivants
  • Mode projecteur
  • Imprimer la feuille de travail
Calcul local · Privé
Laboratoire scientifique interactif Physique pure côté client et calcul mathématique. Les entrées sont traitées localement sans stockage de données personnelles.
Étape de simulation 3D● 60 FPS
Préréglages et pièges communs :

Contrôles des paramètres

V
virages
virages
Ω

Dérivations et métriques en direct

Tension secondaire U2
--
Courant secondaire I2
--
Principaux courants I1
--
Puissance transférée P
--
Calcul de la formule en temps réel
Formule de calcul: --
Substitution: --
Régime : --

Exemples travaillés et question d'examen Plongée profonde

Problème travaillé

Problème : Transformateur idéal (220V in, n1:n2 = 11:1) alimente une ampoule de 20V 40W. Trouvez la tension de sortie et le courant primaire.
Dérivation étape par étape :
  1. U2 = 220*(1/11) = 20V. Produit power = 40W. Équilibre de puissance idéal P1 = P2 = 40W => I1 = 40/220 = 0.182A.

Problème travaillé

Problème : Exportations de centrales électriques 100kW au-delà 10Ligne kV (R=10Ω). Calculer le courant, la perte de transmission et l'efficacité du réseau.
Dérivation étape par étape :
  1. Courant I = 100kW/10kV = 10A. Perte de ligne P_loss = 10²*10 = 1000W = 1kWLivraisons power = 99kW. Efficiency = 99%.

Feuille de travail et problèmes de pratique

Q1. Variante 1: Dans les transformateurs idéaux, est-ce que le primaire dicte secondaire, ou vice versa, pour la tension par rapport à la puissance?
Q2. Variante 2 : Un transformateur peut-il monter ou baisser la tension continue ? Pourquoi ou pas ?
Q3. Variante 3: Lorsque le circuit secondaire est ouvert (pas de charge), le courant primaire est-il tiré ou la puissance?

Foire aux questions et idées fausses

Un transformateur change-t-il la fréquence de la puissance en courant alternatif?
Jamais ! Les transformateurs ne modifient que la tension et les amplitudes de courant. La fréquence reste strictement identique (par exemple 50Hz reste 50Hz).
Avec plusieurs enroulements secondaires, est-ce que I1/I2 = n2/n1 s'applique toujours?
C'est pas vrai ! La formule du ratio monosecondaire échoue. Utiliser le bilan de puissance totale : P_in = P_out1 + P_out2 (U1*I1 = U2*I2 + U3*I3).
Pourquoi la technologie de grille ultra-haute tension (UHV ± 1100kV) est-elle une merveille d'ingénierie stratégique?
Transfert de l'hydroélectricité propre et de l'énergie solaire des régions de l'Ouest à plus de 3 000 km vers les villes côtières avec une perte minimale de lignes.
Est-ce qu'un chargeur de téléphone au ralenti branché dans le mur consomme de l'électricité lorsque le téléphone est débranché?
Oui ! Le transformateur interne commuté tire ~0,05W à 0,2W puissance fantôme pour maintenir les circuits de ralenti; le débranchement empêche le drainage et le vieillissement des vampires.