Transformateur électrique : comment ça marche ?


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Le transformateur électrique se définit comme étant un équipement pouvant convertir et modifier les caractéristiques de l'électricité. Cette transformation se traduit par une modification des valeurs de l'intensité et de la tension d'un courant donné en un système de tension et d'intensité de courant aux valeurs différentes mais dont la fréquence et la forme, à savoir unidirectionnelle, bidirectionnelle ou périodique, sont similaires. Il existe deux catégories de transformateurs électriques: les commutatrices et les transformateurs statiques.



La différence entre la première et la seconde catégorie repose sur la manière de transmettre l'énergie électrique. Dans une commutatrice, l'énergie électrique est transmise par voie mécanique entre le moteur et la génératrice, tandis que dans un transformateur statique, elle se fait de manière magnétique. Dans ce second cas, l'énergie électrique est transférée, de l'enroulement primaire vers le secondaire, à travers un circuit magnétique formé par le boîtier du transformateur. Un transformateur électrique se compose de trois parties distinctes, à savoir les enroulements, le circuit magnétique et le système de refroidissement. Les enroulements se définissent comme étant un ensemble de conducteurs présentés sous forme de fils, enroulés autour d'une base également dénommée tour. Le conducteur le plus utilisé dans le secteur des transformateurs est le cuivre en raison de sa résistance aux applications à fortes puissances. Ces fils électriques se doivent d'être fermement isolés afin de permettre la bonne circulation du courant électrique dans chaque tour. Pour les applications à faible puissance, cette isolation se fait par l'intermédiaire de conducteurs émaillés.


Pour celles qui s'exécutent à fortes puissances, les constructeurs disposent de deux procédés, à savoir l'utilisation de conducteurs multibrins et de conducteurs entourés de papiers diélectriques humectés d'huile minérale. Afin de permettre une sélection de rapport de tension, les enroulements du primaire ainsi que du secondaire disposent de connections externes dénommées prises. Pour un meilleur contrôle de la tension de distribution, les prises sont souvent connectées à un changeur automatique de prise en charge.


Quant au circuit magnétique, sa fonction est de véhiculer une énergie magnétique nécessaire au bon fonctionnement du transformateur et il est généralement soumis à un champ magnétique variable. La fréquence du circuit magnétique varie de 50 à 60 hertz et les matériaux utilisés dans sa fabrication sont généralement feuilletés afin de pallier les pertes de « courants de Foucault ». Le circuit magnétique est composé de tôles empilées les unes sur les autres. Pour les transformateurs électriques de bas de gamme, ces tôles sont découpées sous formes d'un rectangle possédant deux fenêtres rectangulaires qui s'alignent suivant la largeur. Pour les appareils de milieu de gamme, elles se présentent sous formes de E renversé dont les trois bouts sont complétés par un I allongé pour obtenir le même schéma que les tôles précédentes. Enfin pour les équipements hauts de gamme, les tôles adoptent la forme d'un Tore, autrement dit, d'un tube refermé sur lui même en forme de courbe, similaire à l'aspect physique d'un beignet « donut ». Le bobinage de cette dernière est très délicat, c'est la raison pour laquelle le prix de ces transformateurs est élevé.
transformateur electrique


Pour ce qui est du système de refroidissement, ce dernier est tributaire de la nature, en terme de tension, du circuit et se divise en deux catégories: le système pour les circuits à basse et à haute tension. Pour la première catégorie de circuit, les constructeurs font appel à ce que l'on appelle « convection naturelle » qui repose sur un phénomène de dissipation thermique naturelle, suivant la théorie de la poussée d'Archimède. Quant aux circuits fonctionnant à haute tension, il existe différents systèmes, à savoir le système d'ailettes pour une convection naturelle, le système d'ailettes associé à un condensateur pour une convection forcée et le système de ventilation forcée lié à une cuve de refroidissement contenant de l'huile minérale. On dénombre 5 types de transformateurs électriques: l'autotransformateur, le transformateur d'isolement, le transformateur variable, le transformateur d'impédance et le transformateur de mesure. L'autotransformateur dispose d'une bobine unique dont les enroulements primaire et secondaire ne sont pas isolés. Le second type est un équipement dédié au changement de régime neutre. Le transformateur variable, quant à lui, est assimilable à l'autotransformateur, du fait de sa possession d'une bobine unique. Concernant le transformateur d'impédance, il est généralement utilisé dans le domaine de l'audiovisuel et ne sert pas aux circuits d'alimentation. Enfin, le transformateur de mesure sert d'intermédiaire entre un réseau électrique et un appareil de mesure et se décline en deux catégories distinctes: le transformateur de tension et d'intensité.

Le Jeudi 20 Août 2009 à 14:39
Article écrit par Toli ()


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