Le transformateur vous permet d'augmenter la tension en raison d'une perte d'intensité du courant, ou vice versa. Dans tous les cas, la loi de conservation de l'énergie s'applique, mais une partie se transforme inévitablement en chaleur. Par conséquent, le rendement du transformateur, bien que généralement proche de l'unité, est inférieur à celui-ci.
Instructions
Étape 1
Le transformateur est basé sur un phénomène appelé induction électromagnétique. Lorsqu'un conducteur est exposé à un champ magnétique changeant, une tension apparaît aux extrémités de ce conducteur, qui correspond à la dérivée première de la variation de ce champ. Ainsi, lorsque le champ est constant, aucune tension n'apparaît aux extrémités du conducteur. Cette tension est très faible, mais elle peut être augmentée. Pour ce faire, au lieu d'un conducteur droit, il suffit d'utiliser une bobine constituée du nombre de spires souhaité. Comme les spires sont connectées en série, les tensions qui les traversent sont additionnées. Par conséquent, toutes choses égales par ailleurs, la tension sera supérieure à une seule spire ou à un conducteur droit dans le nombre de fois correspondant au nombre de spires.
Étape 2
Vous pouvez créer un champ magnétique alternatif de différentes manières. Par exemple, la rotation d'un aimant à côté de la bobine créera un générateur. Dans le transformateur, pour cela, un autre enroulement est utilisé, appelé enroulement primaire, et une tension d'une forme ou d'une autre lui est appliquée. Une tension apparaît dans l'enroulement secondaire, dont la forme correspond à la dérivée première de la forme d'onde de tension dans l'enroulement primaire. Si la tension sur l'enroulement primaire change de manière sinusoïdale, sur le secondaire, elle changera de manière cosinusoïdale. Le rapport de transformation (à ne pas confondre avec le rendement) correspond au rapport du nombre de spires des enroulements. Il peut être inférieur ou supérieur à un. Dans le premier cas, le transformateur sera abaisseur, dans le second, surélévateur. Le nombre de tours par volt (appelé "nombre de tours par volt") est le même pour tous les enroulements du transformateur. Pour les transformateurs à fréquence industrielle, il est d'au moins 10, sinon le rendement baisse et l'échauffement augmente.
Étape 3
La perméabilité magnétique de l'air est très faible, par conséquent, les transformateurs sans noyau ne sont utilisés que lorsqu'ils fonctionnent à des fréquences très élevées. Dans les transformateurs de fréquence industriels, des noyaux constitués de plaques d'acier recouvertes d'une couche diélectrique ont été utilisés. Pour cette raison, les plaques sont isolées électriquement les unes des autres et les courants de Foucault ne se produisent pas, ce qui peut réduire l'efficacité et augmenter le chauffage. Dans les transformateurs d'alimentations à découpage fonctionnant à des fréquences accrues, de tels noyaux ne sont pas applicables, car des courants de Foucault importants peuvent se produire dans chaque plaque individuelle et la perméabilité magnétique est excessive. Des noyaux de ferrite sont utilisés ici - des diélectriques aux propriétés magnétiques.
Étape 4
Les pertes dans le transformateur, qui réduisent son efficacité, sont dues à l'émission d'un champ électromagnétique alternatif par celui-ci, à de petits courants de Foucault qui se produisent encore dans le noyau malgré les mesures prises pour les supprimer, ainsi qu'à la présence d'une résistance active dans le enroulements. Tous ces facteurs, à l'exception du premier, entraînent un échauffement du transformateur. La résistance active de l'enroulement doit être négligeable par rapport à la résistance interne de l'alimentation ou de la charge. Par conséquent, plus le courant traversant l'enroulement est élevé et plus la tension à ses bornes est faible, plus le fil est utilisé pour cela.
