Une personne sans formation en ingénierie, lorsqu'on lui demande ce qu'est un réseau électrique, nomme immédiatement plusieurs de ses composants caractéristiques, parmi lesquels il sera presque certainement mentionné transformateur. Si une telle personne rencontre constamment des fils et des prises à la maison, elle connaît le transformateur de la cabine du transformateur et de ce bourdonnement caractéristique qui se fait entendre derrière des portes closes.
Alors pourquoi ce composant de réseau électrique est-il si populaire et comment fonctionne-t-il? La deuxième partie de la question est loin d'être superflue. le transformateur n'a pas de pièces mobiles intuitives et familières.
Processus physiques de base dans un transformateur
Un réseau électrique pour n'importe quel usage est basé sur l'utilisation de l'énergie électrique pour effectuer des travaux mécaniques (génie électrique de puissance) et transférer des informations (télécommunications). Cette énergie peut exister sous la forme de deux champs: électrique et magnétique.
Les champs électriques et magnétiques sont étroitement liés. On sait qu'un métal contient un grand nombre d'électrons libres, qui déterminent sa conductivité élevée. Si un objet métallique est maintenu à travers un champ magnétique, les électrons se déplacent avec lui, ce qui signifie l'apparition d'un courant électrique. Il est important que ce processus soit réversible, c'est-à-dire un courant électrique crée un champ magnétique autour du conducteur.
Imaginons maintenant que dans une certaine paire de fils 1-2, il y ait un courant électrique I. Ensuite, à condition que ce courant I soit variable, il est possible d'obtenir l'apparition de courant et / ou de tension dans un autre une paire de fils 3-4, à condition que ces paires interagissent les unes avec les autres via un câble électrique ou / ou magnétique des champs. La figure 1 illustre ces processus sous forme schématique.
Ainsi, il devient possible de mettre en œuvre la connexion entre deux circuits de circulation de courant différents sans leur connexion directe l'un à l'autre.
Le primaire (conducteurs 1 et 2) et le secondaire (conducteurs 3 et 4) du circuit sont commodément réalisés sous la forme d'enroulements. Ensuite, le rapport entre les courants et les tensions dans les circuits primaire et secondaire est complètement déterminé par le nombre de tours enroulements primaire et secondaire, ce qui, à son tour, signifie la possibilité de créer un transformateur de courant (convertisseur) et Tension.
De plus, le processus de transformation lui-même est commodément organisé à travers la composante magnétique du champ électromagnétique.
Augmenter l'efficacité du transformateur
Dans le processus de transfert de l'énergie électromagnétique de l'enroulement primaire au secondaire, seules les lignes de force du champ magnétique qui coupent les spires de l'enroulement secondaire sont impliquées. Prenant en compte cette fonctionnalité, le soi-disant. un noyau en acier électrique, qui crée une résistance au champ magnétique nettement inférieure à celle de l'air.
En conséquence, les lignes de force du champ magnétique créées par l'enroulement primaire passent principalement à travers le noyau et interagissent avec l'enroulement secondaire, figure 2. Ceci, en passant, explique le deuxième nom du noyau en tant que circuit magnétique.
Conception de base
Les premiers exemples de transformateurs de noyau avaient des pertes importantes, qui ont été causées par le soi-disant. courants de Foucault. Ils sont dus au fait qu'un champ magnétique alternatif génère des courants non seulement dans l'enroulement secondaire, mais également dans le noyau lui-même.
Pour supprimer cet effet indésirable, le noyau est assemblé à partir de plaques minces isolées le long du plan de contact. La figure 3 montre schématiquement la suppression des courants de Foucault lors de la transition vers une telle conception.
P.S. Pour élargir vos horizons et d'éventuelles lectures complémentaires, je vous recommande de lire mon article - https://www.asutpp.ru/transformator-prostymi-slovami.html