Circuit d'allumage
L'arc électrique
Pour que la combustion du mélange « Fioul-Air » puisse s’amorcer, il est nécessaire d’apporter une énergie sous forme de chaleur. Dans un brûleur, cette énergie est fournie par un arc électrique.
L'arc électrique n'est rien d'autre qu'un courant électrique traversant l’espace séparant deux extrémités métalliques appelées « électrodes ».
L’air séparant les deux électrodes opposant une résistance au courant électrique, il faut appliquer une tension électrique élevée entre ces 2 électrodes pour que le courant électrique puisse traverser et créer ainsi l’arc électrique.
Elle doit être d'au moins 1000V par millimètre d'espacement
Sur un brûleur, la tension entre les électrodes est souvent comprise entre 5 000 et 15 000 V
L'arc électrique ainsi créé atteint une température de 4 à 5000 °C.
Les électrodes
Dans la pratique, elles sont généralement en fil d’acier et affinées à leur extrémité.
Elles doivent être correctement positionnées :
Les électrodes doivent être bien isolées l'une de l'autre, et bien isolées de la masse du brûleur.
Pour cela, elles sont généralement enrobées de porcelaine ou noyées dans du plastique.
Les 2 électrodes peuvent être séparées, ou jumelées sur le même bloc isolant (en général sur les brûleurs de petite puissance).
Electrodes jumelées
Electrodes séparées
Réglage : L’écartement entre les 2 électrodes est généralement de 3 à 4 mm.
Remarque : Bien que la pointe des électrodes ne se situe pas dans le cône de pulvérisation du fioul , l’arc électrique s’y propagera tout de même car l’air soufflé par le ventilateur provoque un allongement important de cet arc.
ATTENTION, il y a 2 applications. Pour réaliser le 2ème jeu "VRAI ou FAUX", n'oubliez pas de cliquer sur la flèche blanche dans le rond bleu, en haut à gauche de l'écran.
Le TRANSFORMATEUR
La tension du réseau (230 V ou 400V) n’est pas suffisante pour créer un arc électrique entre les électrodes.
Il faut donc un transformateur. Celui-ci va élever la tension de 230 V du réseau en une tension de sortie de 10 000 V.
Principe du transformateur monophasé
Il est composé de deux enroulements et d'un circuit magnétique :
1- L'enroulement primaire alimenté par la tension du réseau, généralement 230 V
2- et un enroulement secondaire qui délivre en sortie la tension désirée,
plus élevée ou plus basse que celle du réseau.
3- le circuit magnétique
L'enroulement n’est rien d’autre que le fil électrique isolé, que l’on enroule autour d’un noyau magnétique, dans une bobine électrique.
Le nombre de spire d’un enroulement correspond au nombre de tour que fait le fil électrique autour du noyau.
Lorsqu'on soumet l’enroulement primaire à une tension électrique, cette tension se partage entre chaque spire de cet enroulement.
L'enroulement primaire va transformer l’énergie électrique qu’il reçoit en un flux magnétique.
Le circuit magnétique va transporter ce flux pour qu'il traverse l'enroulement secondaire.
L’enroulement secondaire soumis à ce flux magnétique, va restituer "quasiment" la même énergie électrique en sortie de transformateur.
Cependant, UNE spire secondaire restitue la même part de tension
que celle fournie à UNE spire de l'enroulement primaire.
S'il y a plus de spires au secondaire qu'au primaire, le transformateur élève la tension : on dit qu'il fonctionne en "ELEVATEUR DE TENSION".
S'il y a moins de spires au secondaire qu'au primaire, le transformateur diminue la tension : on dit qu'il fonctionne en "ABAISSEUR DE TENSION".
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PRENONS L'EXEMPLE CI-CONTRE
6 spires primaires se partagent la tension primaire U1 = 12 V.
12 / 6 = 2
Chaque spire primaire est donc soumise à une tension de 2 V
Chaque spire secondaire est donc également soumise à une tension de 2 V
Il y a 3 spires au secondaire, donc U2 = 3 x 2V = 6 V
ICI, le transformateur fonctionne en ABAISSEUR de TENSION
REMARQUE : ICI, entre le PRIMAIRE et le SECONDAIRE, le nombre de spire diminue de moitié,
la tension diminue de moitié.
On peut dire que le rapport de transformation "m" est de 1/2 = 0,5
m = N2 / N1 = U2 / U1
m = 3 spires / 6 spires = 1/2 = 0,5 ou encore m = 6 V / 12 V = 1/2 = 0,5
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2ème EXEMPLE
3 spires primaires se partagent la tension primaire U1 = 12 V.
12 / 3 = 4
Chaque spire primaire est donc soumise à une tension de 4 V
Chaque spire secondaire est donc également soumise à une tension de 4 V
Il y a 6 spires au secondaire, donc U2 = 6 x 4 V = 24 V
ICI, le transformateur fonctionne en ELEVATEUR de TENSION
REMARQUE : ICI, entre le PRIMAIRE et le SECONDAIRE, le nombre de spires double,
la tension double également.
On peut dire que le rapport de transformation "m" est de 2
m = N2 / N1 = U2 / U1
m = 6 spires / 3 spires = 2 ou encore m = 24 V / 12 V = 2
TRANSFORMATEUR PARFAIT
RIEN NE SE CRÉÉ, RIEN NE SE PERD, TOUT SE TRANSFORME (Antoine Lavoisier)
En considérant le transformateur comme parfait, donc sans perte entre le primaire et le secondaire, on peut dire que la puissance électrique apparente au bobinage primaire est restituée au bobinage secondaire.
S1 = S2
or, S1 = U1 x I1 et S2 = U2 x I2
donc U1 x I1 = U2 x I2
donc I1 = ( U2 / U1 ) x I2 ou encore I1 = m x I2
ou encore m = I1 / I2
En conclusion, on peut établir le rapport entre toutes ces grandeurs en se servant du rapport de transformation :
m = U2 / U1 = N2 / N1 = I1 / I2
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REPRENONS LE 2ème EXEMPLE, connaissant cette fois le courant primaire I1 = 5 A
m = N2 / N1 = 6 spires / 3 spires = 2
m = U2 / U1
donc U2 = m x U1 = 2 x 12 = 24 V
m = I1 / I2 donc m x I2 = I1
donc I2 = I1 / m = 5 / 2 = 2,5 A
TRANSFORMATEUR D'ALLUMAGE D'UN BRÛLEUR
Pour des raisons de sécurité, la norme impose l’utilisation d’un transformateur dont l’enroulement secondaire est double, avec un point milieu relié à la masse du brûleur et à la terre.
ATTENTION ! Ne pas mesurer la tension de sortie d'un transformateur d'allumage avec un multimètre. Ce dernier ne le supporterait pas.
Les multimètres du lycée supportent au maximum 600 à 1 000 V selon les modèles.
ATTENTION, il y a 3 applications. Pour réaliser les 2ème et 3ème jeux, n'oubliez pas de cliquer sur la flèche blanche dans le rond bleu, en haut à gauche de l'écran.