Transformateurs
Principe
Le transformateur possède un circuit magnétique
fermé sur lequel on a bobiné deux enroulements (Fig.1).
L’un des deux enroulements, relié à la source de
courant alternatif, s’appelle le primaire ;
L’autre enroulement, reliée à l’utilisation, s’appelle
le secondaire.
Le circuit magnétique est constitué de tôles empilées
pour réduire les pertes par courant de Foucault. Aux
fréquences plus élevées, on emploie des ferrites
électromagnétiques (oxydes de fer contenant de petites
quantités d’oxydes de cobalt ou de nickel) ; leur propriétés
isolantes empêchent la formation de courant de Foucault.
Rappelons que les courant de Foucault sont des courants qui prennent naissance dans une masse
métallique conductrice, sous l’influence du champs magnétique variable (champs alternatif par exemple).
Le courant alternatif qui traverse le primaire crée un champ magnétique alternatif de même fréquence
dans le circuit magnétique ; Ce champ traverse intégralement le secondaire du transformateur et y engendre une
f.é.m. alternative de même fréquence que la tension primaire.
La représentation symbolique d’un transformateur est donnée Fig. 2
Le symbole 2c indique toutes
les caractéristiques du
transformateur. Le « 1~ » signifie
transformateur monophasé. Le
« 50 » dans l’intervalle des deux
cercles signifie 50 Hz. Les chiffres
« 220 » et « 15000 » indiquent les
tensions aux bornes des
enroulements . Enfin, le chiffre
« 100 » indique le puissance
du transformateur en kVA, soit ici
100 kVA.
Si on applique au primaire une tension V
1
, on recueille une tension V
2
au secondaire. Les tensions
primaires et secondaires sont dans le même rapport que le nombres de spires correspondant ; on a :
1
2
1
2
n
n
V
V=
==
=
1
2
n
n
s’appelle : rapport de transformation
A vide, le rapport des tensions efficaces primaires et secondaires est égal au rapport du nombre de spires
des enroulement correspondants.
Si V
2
> V
1
; le transformateur est dit élévateur.
Si V
2
< V
1
; le transformateur est dit abaisseur.
Le courant à vide est généralement très faible, voir négligeable. Le primaire se comporte dans ce cas
comme une inductance de très forte valeur, et donc, le courant est déphasé de π/2 (90°) en arrière sur la tension.
Comme la puissance en courant alternatif est égale à : P = U · I · cos φ, et que φ = 90°, donc que
cos φ = 0, la puissance absorbée à vide est nulle, ou du moins très faible (car l’inductance possède toujours une
certaine résistance).
Fig. 1
Fig.2