Les caractéristiques d’un transformateur

Le transformateur est un dispositif qui permet d’augmenter ou d’abaisser la tension et l’intensité du courant électrique dans un circuit. Il permet de faire correspondre une tension source à la tension d’alimentation d’une charge. Ainsi, les tensions du secteur 110V ou 220V peuvent être réduits à 1V, 3,3V, 12V afin d’alimenter les composants des postes radios et des ordinateurs. Le transformateur comprend plusieurs enroulements de fils dont la bobine primaire et la bobine secondaire. La tension source entre par la bobine primaire et ressort par la bobine secondaire en étant convertie. Le transformateur convient pour réduire les tensions alternatives ainsi que les tensions continues. Bien que les valeurs des tensions soient modifiées grâce au transformateur, la forme et la fréquence du signal du courant produit par le dispositif restent identiques à celles de la source. Le dispositif permettant de convertir la tension peut séparer les tensions continue et alternative, isoler un circuit électrique et servir de transformateur d’impédance en basse et haute fréquence.

Les composants du transformateur

Le transformateur fut inventé par l’anglais Michael Faraday en 1831. Ce dispositif a beaucoup évolué notamment grâce aux recherches du français Lucien Gaulard. Le transformateur comprend deux parties constituées de plusieurs enroulements dont les bobines primaire et secondaire. Ces enroulements sont supportés par une carcasse métallique composée de plusieurs lamelles de tôles possédant une section rectangulaire ou carrée. Les lamelles possèdent une épaisseur comprise entre 0,2 et 0,5 mm. Sur certains modèles de transformateurs, les lamelles peuvent être isolées avec du vernis. La bobine primaire est reliée à la source d’énergie telle le secteur. Elle est généralement constituée d’une seule bobine. L’enroulement secondaire peut comprendre une ou plusieurs bobines avec un nombre de sorties variables. La puissance du courant électrique délivrée par un transformateur varie suivant la taille des fils enroulés ainsi que le nombre de spires.

Le principe de fonctionnement du transformateur

Le transformateur fonctionne grâce au système d’induction électromagnétique appliqué sur les enroulements des bobines. L’énergie électrique reçue par l’enroulement primaire est convertie en énergie magnétique au niveau des spires de l’enroulement. Les enroulements secondaires traversés par le courant électromagnétique produisent une tension alternative dont le signal et la fréquence sont similaires à celles de la tension d’entrée. Toutefois, la valeur de cette tension peut être plus élevée ou plus faible que celle du primaire. Cette différence entre les niveaux de tensions aux bornes du transformateur est définie par le rapport de transformation, un coefficient obtenu par la division de la tension au primaire par la tension au secondaire. Le rapport de puissance entre le primaire et le secondaire fait l’objet d’une étude spécifique sur un transformateur. La puissance au primaire doit être égale à la somme des puissances au secondaire. Plusieurs facteurs sont pris en compte lors de l’élaboration des transformateurs. La section des spires ainsi que le nombre de spires en fonction du voltage à la sortie est à étudier. La qualité des tôles utilisées pour les carcasses déterminent le rendement du transformateur.

Les types de transformateurs

Les transformateurs sont classés en deux catégories : les transformateurs élévateurs de tension ou survolteurs et ceux désignés abaisseurs de tension. Les premiers types de transformateurs sont généralement utilisés dans les centrales électriques où ils permettent d’augmenter les tensions au niveau des sorties. Cela permet de réduire les pertes d’énergie causées par la dissipation de chaleur dans les câbles électriques. Les transformateurs abaisseurs de tension sont utilisés pour réduire le potentiel dans les zones de consommation ou au niveau des dispositifs électriques. Les transformateurs peuvent être de type électrique ou électronique. Les transformateurs électriques se caractérisent par leur grande taille. Ils traitent des tensions et des intensités élevées. Utilisés par les centrales électriques, les transformateurs électriques possèdent un rendement avoisinant 99%. Les transformateurs électroniques sont de taille réduite et leur puissance est mesurée en kW. Ils équipent les appareils domestiques et permettent de convertir la tension du courant électrique délivrée au secteur. La puissance et le rendement du transformateur varient suivant sa structure, les caractéristiques de ses enroulements ainsi que sa taille.

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