Transformateurs et énergie électrique – problèmes et solutions
1. La bobine primaire d'un transformateur idéal est connectée à une source de tension et la bobine secondaire est connectée à la lampe comme indiqué ci-dessous.
A. La lampe faiblira si les boucles primaires sont réduites.
B. La lampe sera plus lumineuse si le nombre de spires secondaires est augmenté.
C. La lampe sera moins lumineuse si la tension primaire est augmentée.
D. La lampe sera plus légère si les boucles primaires sont réduites.
E. La lumière sera la même si les boucles sont changées.
Solution
La modification du nombre de spires de l'enroulement n'affecte que le type de transformateur . Si le nombre de spires au primaire est réduit au profit du secondaire, le transformateur devient un transformateur élévateur qui augmente la tension. Inversement, si le nombre de spires au secondaire est réduit, le transformateur devient un transformateur abaisseur qui diminue la tension.
Il est important de noter que lorsque la tension du réseau augmente, l' intensité du courant électrique diminue, de sorte que la puissance électrique reste constante (P = VI). La puissance électrique représente la variation d' énergie électrique sur un intervalle de temps donné. Lorsque la puissance absorbée est égale à la puissance fournie, la quantité d'énergie consommée est également la même.
La luminosité, qu'elle soit forte ou faible, est liée à la quantité d'énergie électrique convertie en lumière. Si une grande quantité d'énergie électrique est convertie en lumière, la lumière est vive ; à l'inverse, si peu d'énergie électrique est convertie, la lumière est faible. La puissance électrique étant constante, l'énergie électrique l'est également, et la luminosité est donc identique.
La bonne réponse est E.
2. L'image ci-dessous représente un transformateur idéal. L'enroulement primaire est connecté à une source de tension et l'enroulement secondaire à une lampe (L). L'état de la lampe sera alors…
A. Luminosité normale lorsque les boucles primaires sont changées
B. Atténuation lorsque la tension primaire augmente
C. Brillant lorsque les boucles secondaires augmentent
D. Atténué lorsque les boucles secondaires augmentent
E. Plus lumineux lorsque les boucles primaires sont réduites
Solution:
Puissance d'entrée = P = VI = (200 volts)(2 ampères) = 400 watts = Puissance de sortie
Le transformateur abaisse la tension sans modifier la puissance électrique. La puissance électrique restant constante, lorsque la tension diminue, le courant augmente (P = VI). La puissance électrique consommée étant égale à la puissance fournie, l'énergie électrique consommée pendant un intervalle de temps donné est également constante. Ainsi, la lumière reste inchangée.
La bonne réponse est A.
3.
La bobine secondaire est reliée à une ampoule, tandis que la bobine primaire est reliée à une source de tension. L'ampoule s'allumera...
A. plus brillant si le nombre de boucles primaires augmente
B. plus brillante si le nombre de boucles secondaires augmente
C. plus brillante si le nombre de boucles secondaires est égal au nombre de boucles primaires
D. s'atténue lorsque la tension primaire augmente
E. s'atténue lorsque la tension primaire et le nombre de boucles secondaires augmentent.
Solution
Il n'y a pas de réponse correcte
