%% Transformateur Monophasé 1

% v01-v6pdf : code versioning pour suivi des versions A.Hodder
close all; clear; clc  % on ferme tout et clear tout

%% Préambule
% Dans un premier temps cet exercice sert de lisaison entre les notions de circuit magnétique et la réalité d'un transformateur et de son schéma équivalent. Ceci permet entre autres de voir si l'on a vraiment compris ce que sont les différentes inductances. Typiquement comprendre ce qu'est l'inductance de champ principal et les inductances de fuite et leurs liens avec les inductances propres et mutuelles.
% Dans un deuxième temps cet exercice a pour but d'établir les 3 schéma équivalent possibles du transformateur et permet de comprendre comment chaque schéma est établi et leurs différences.
% Pour cela le cas d'un transformateur réel alimentant une charge est étudié et la tension, le courant et la puissance de la charge sont calculés dans chacun des cas (et peuvent être comparés).
%% Exercice
% Un transformateur est alimenté au primaire par une source de tension sinusoïdale de 230V/50Hz.

U1 = 230 % [V]
f  = 50  % [Hz]

% Le transformateur monophasé a les caractéristiques suivantes :

R1= 20        % [Ω] - résistance primaire
R2= 0.05      % [Ω] - résistance secondaire
L11 = 4       % [H] - inductance propre primaire
Ls1 = 60e-3   % [mH] - Inductance de fuite primaire (σ est noté s dans la variable)
Ls2 = 0.15e-3 % [mH] - Inductance de fuite secondaire (σ est noté s dans la variable) 
upp = 20      % [-] - Rapport de transformation (ü = est noté upp dans la variable)

% Questions
% 1. Déterminer les inductances de champ principal primaire et secondaire, l'inductance mutuelle et l'inductance propre secondaire.
% 2. Déterminer la tension secondaire à vide.
% 3. Déterminer: le courant et la tension secondaires, ainsi que la puissance active consommée dans la charge, lorsque le secondaire est connecté à une charge constituée par la mise en série d'une résistance de 4 Ω et d'une inductance de 15 mH.
%         3.1 Pour le cas idéal
%         3.2 Avec hypothèse de Kapp
%         3.3 Sans hypothèse de Kapp (schéma complet)
%         3.4 Comparer les différentes valeurs de tension, courant et puissance du point 3.3
%
%% Résolution
%% 1. Inductances
% Inductance de champ principale primaire

Lh1 =    % [H]

% Inductance de champ principale secondaire

Lh2 =  % [H]

% Inductance mutuelle

Lm =     % [H]

% Inductance propre secondaire

L22 =    % [H]

%
%% 1.1 Facteur de couplage (si vu au cours)

k =  % [-]

%
%% 2. Tension secondaire à vide.

U20 =  % [V]

%
%% 3. Courant, tension, puissance sur charge RL

Rch = 4     % [Ω]
Lch = 15e-3 % [mH] 

% Conseil : Commencer directement par établir le schéma équivalent complet et ensuite étudier les modèles simplifiés.
%% Calculs préliminaires
% (prime ' qui veut dire "rapporté au primaire", est indicé p dans les variables)
% Pulsation électrique

w =     % [rad/s]

%% Paramètres du transformateur
%

Xs1 =   % [Ω] - réactance de fuite primaire
Xh =    % [Ω] - réactance de champ principal
R2p =   % [Ω] - résistance secondaire rapportée au primaire
Xs2 =   % [Ω] - réactance de fuite secondaire
Xs2p =  % [Ω] - réactance de fuite secondaire rapportée au primaire

Z1_cmpx =   % [Ω] - impédance primaire
Zh_cmpx =   % [Ω] - impédance de la branche magnétisante
Z2p_cmpx =  % [Ω] - impédance secondaire rapportée au primaire

%% Paramètres de la charge
%

Rchp =   % [Ω] - résistance de charge rapportée au primaire
Xch =    % [Ω] - réactance de charge
Xchp =   % [Ω] - réactance de charge rapportée au primaire

Zch_cmpx =  % [Ω] - impédance complexe de la charge
Zch =       % [Ω] - norme de l'impédance complexe de la charge

Zchp_cmpx =  % [Ω] - impédance complexe de la charge rapportée au primaire
Zchp =       % [Ω] - norme de l'impédance complexe de la charge rapportée au primaire

%
%% 3.1 Cas idéal
%%
% Tension secondaire dans le cas idéal

U2_ideal =  % [V]

% Courant secondaire dans le cas idéal

I2_ideal =  % [A]

% Puissance dissipée dans la charge dans le cas idéal

Pch_ideal =  % [W]

%
%% 3.2 Cas avec hypothèse de Kapp
%
% Impédance équivalente

Zeq_Kapp_cmpx =  % [Ω]

% Norme de l'impédance équivalente

Zeq_Kapp =  % [Ω]

% Courant dans la charge rapporté au primaire

Ichp_Kapp =  % [A]

% Courant dans la charge

Ich_Kapp =  % [A]

% Tension aux bornes de la charge

U2_Kapp =  % [V]

% Puissance active dissipée dans la charge

Pch_Kapp =      % [W]
Pch_Kapp_p =    % [W]

%
%% 3.3 Cas complet
%
% Impédance équivalente

Zeq_complet_cmpx = % [Ω]

% Courant primaire

I1_cmpx =  % [A]

% Tension aux bornes de la branche magnétisante

Uh_cmpx =  % [V]

% Courant dans la branche magnétisante

I0_cmpx =  % [A]

% Courant dans la charge rapporté au primaire

Ichp_cmpx =  % [A]

% Norme du courant dans la charge rapporté au primaire

Ichp =  % [A]

% Courant dans la charge

Ich =   % [A]

% Tension aux bornes de la charge

U2 =   % [V]

% Puissance active dissipée dans la charge

Pch =       % [W]
Pch_p =     % [W]

%
%% 3.4 Bilan/Comparaison

disp('tensions - idéal, Kapp, complet')
[U2_ideal U2_Kapp U2]    % [V]
disp('courants - idéal, Kapp, complet')
[I2_ideal Ich_Kapp Ich]  % [A]
disp('puissances - idéal, Kapp, complet')
[Pch_ideal Pch_Kapp Pch] % [W]

%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%
%