La bobine primaire et la bobine secondaire sont deux composants fondamentaux d'un transformateur, facilitant la transmission et la transformation de l'énergie électrique par des principes d'induction électromagnétique. La bobine primaire reçoit un courant haute tension du côté entrée, générant un champ magnétique, tandis que la bobine secondaire produit un courant basse tension correspondant du côté sortie sur la base de ce champ magnétique. L'interaction entre les bobines primaires et secondaires permet au transformateur de réaliser une conversion de tension, facilitant ainsi la transmission et la distribution de l'énergie électrique.
Position et structure
Dans la structure d'un transformateur, les bobines primaires et secondaires sont généralement enroulées sur un noyau de fer commun pour assurer une transmission efficace de l'induction électromagnétique. La bobine primaire est située côté entrée, tandis que la bobine secondaire est positionnée côté sortie. Le noyau de fer et les matériaux d'isolation les isolent les uns des autres pour empêcher le transfert de courant continu.
Bobine primaire: La bobine primaire est généralement située du côté haute tension du transformateur et est composée de nombreux conducteurs isolés enroulés d'un côté du noyau de fer. Il a un nombre relativement important de tours et est responsable de la réception du courant haute tension du côté entrée pour générer un champ magnétique.
Bobine secondaire: La bobine secondaire est généralement positionnée du côté basse tension du transformateur et comprend un plus petit nombre de conducteurs isolés enroulés de l'autre côté du noyau de fer. Il a moins de tours par rapport à la bobine primaire et est responsable de la génération du courant de basse tension requis sur le côté de sortie basé sur le champ magnétique produit par la bobine primaire.
Principe de la transformation de tension
Dans un transformateur, les bobines primaires et secondaires réalisent la transformation de tension par des principes d'induction électromagnétique, basés sur la loi de Faraday de l'induction électromagnétique et la loi de Lenz. Ce qui suit explique comment les bobines primaire et secondaire accomplissent une transformation de tension et la relation entre leur rapport de spires et leur rapport de transformation de tension.
Principe de la transformation de tension
Bobine primaire: La bobine primaire reçoit le courant à haute tension du côté d'entrée et produit d'un champ magnétique fort en étant enroulée autour du noyau de fer du transformateur. Lorsque le courant alternatif circulant dans la bobine primaire change, le champ magnétique résultant change également. Ce champ magnétique variable induit une tension dans la bobine secondaire via le noyau de fer.
Bobine secondaire: Placée côté sortie, la bobine secondaire produit le courant basse tension correspondant en fonction du champ magnétique généré par la bobine primaire. Selon la loi de Faraday de l'induction électromagnétique, un flux magnétique changeant induit une force électromotrice dans un conducteur, ce qui entraîne la génération de courant. Ainsi, la borne de sortie de la bobine secondaire fournit le signal de courant transformé.
Relation entre le rapport de tours et le rapport de transformation de tension
Le rapport de spire entre les bobines primaire et secondaire détermine le rapport de transformation de tension entre les tensions d'entrée et de sortie. Selon la loi de l'induction électromagnétique, la force électromotrice induite est proportionnelle au taux de changement du flux magnétique, qui est proportionnel au nombre de tours. Par conséquent, le rapport de spire entre les bobines primaire et secondaire dicte le rapport de transformation de tension.
Plus précisément, si la bobine primaire a plus de tours que la bobine secondaire, la tension de sortie sera supérieure à la tension d'entrée, connue sous le nom de transformateur élévateur. Inversement, si la bobine primaire a moins de tours que la bobine secondaire, la tension de sortie sera inférieure à la tension d'entrée, appelée transformateur abaisseur. Le rapport de spire du transformateur est généralement prédéterminé pendant la phase de conception pour répondre aux exigences spécifiques de transformation de tension.
En résumé, par induction électromagnétique entre les bobines primaires et secondaires, les transformateurs réalisent la transformation de tension. Le rapport de virage entre les bobines primaires et secondaires détermine le rapport de transformation de tension, influençant ainsi les caractéristiques opérationnelles et les scénarios d'application du transformateur.