Un transformateur est un dispositif électrique qui fonctionne sur les principes de l'induction électromagnétique pour transférer l'énergie électrique d'un circuit à un autre. Il permet de modifier les niveaux de tension dans un système électrique à courant alternatif (AC), en augmentant (augmentant) ou en abaissant (diminuant) la tension tout en maintenant la fréquence de l'énergie électrique.
Voici comment fonctionne un transformateur:
Composants de base:
Un transformateur se compose de deux bobines ou enroulements de fil. La bobine connectée à la source d'alimentation en courant alternatif est appelée "enroulement primaire", tandis que la bobine connectée à la charge est appelée "enroulement secondaire".
Ces bobines sont enroulées autour d'un noyau, typiquement en un matériau magnétique, tel que le fer. Le noyau aide à concentrer et à guider le champ magnétique produit par le courant circulant dans l'enroulement primaire.
Principe de l'induction électromagnétique:
Lorsqu'un courant alternatif (AC) traverse l'enroulement primaire, il crée un champ magnétique changeant autour de la bobine primaire.
Selon la loi de l'induction électromagnétique de Faraday, ce champ magnétique changeant induit une tension (force électromotrice ou CEM) dans l'enroulement secondaire, même s'ils ne sont pas connectés électriquement.
Transformation de tension:
La tension induite dans l'enroulement secondaire dépend du rapport de spires entre les enroulements primaire et secondaire. Le rapport de tours est le nombre de tours de fil dans l'enroulement secondaire comparé à l'enroulement primaire.
Si l'enroulement secondaire a plus de tours que le primaire, la tension est augmentée (augmentée). Si l'enroulement secondaire a moins de tours, la tension est abaissée (diminuée).
Transformation actuelle:
Comme la puissance électrique doit être conservée, il existe une relation inverse entre la tension et le courant. Lorsque la tension est augmentée, le courant est réduit, et lorsque la tension est abaissée, le courant est augmenté pour maintenir l'équilibre de puissance.
Connexion de charge:
La charge, telle que des appareils électriques ou des machines, est connectée à l'enroulement secondaire du transformateur. L'enroulement secondaire fournit la tension transformée pour alimenter la charge.
Isolation et séparation galvanique:
Les transformateurs assurent l'isolation électrique et la séparation galvanique entre les circuits primaires et secondaires. Cela signifie qu'il n'y a pas de connexion électrique directe entre les enroulements primaire et secondaire, ce qui améliore la sécurité et empêche la circulation de courant indésirable entre eux.
En résumé, un transformateur fonctionne sur le principe de l'induction électromagnétique, où un champ magnétique changeant créé par l'enroulement primaire induit une tension dans l'enroulement secondaire. En faisant varier le nombre de tours dans les enroulements, les transformateurs peuvent intensifier ou abaisser des niveaux de tension tout en maintenant l'équilibre de puissance entre les circuits primaires et secondaires. Les transformateurs sont des dispositifs essentiels dans les systèmes de distribution et de transport d'énergie, permettant un transfert efficace et sûr de l'énergie électrique.