Un transformateur est un dispositif utilisé pour convertir la tension, le courant et l'impédance alternatifs. Il fonctionne selon le principe de l'induction électromagnétique et constitue un appareil électrique statique. Il existe de nombreux types de transformateurs, notamment les transformateurs d'impulsions, les transformateurs à fréquence intermédiaire, les transformateurs de déclenchement, les transformateurs de blindage, etc.
Table des matières
Définition d'un transformateur
Un transformateur transfère de l'énergie électrique ou des signaux d'un circuit à un autre en s'appuyant sur le principe de l'induction électromagnétique. Il s'agit d'un composant essentiel pour la conversion de l'énergie électrique ou la transmission de signaux.
Un transformateur se compose de :
- Noyau (noyau de fer ou noyau magnétique)
- Enroulements (deux ou plus)
L'enroulement relié à l'alimentation électrique est l'enroulement primaire, et les autres sont des enroulements secondaires.
Principe de fonctionnement d'un transformateur
Un transformateur monophasé simple est constitué de deux enroulements conducteurs. Lorsqu'un courant alternatif ou un courant continu pulsé traverse l'un des enroulements, il génère un champ magnétique variable qui induit une tension dans le second enroulement, selon le principe de l'induction mutuelle.
Le rapport de tension entre les enroulements primaire et secondaire est proportionnel à leur rapport de spires :
VsVp = NsNp \frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p}Vp Vs = Np De même, le rapport de courant est inversement proportionnel au rapport de transformation.
Si les transformateurs permettent d'augmenter ou de réduire la tension, ils n'amplifient pas la puissance. Si l'on fait abstraction des pertes, la puissance est approximativement égale des deux côtés :
VpIp ≈ VsIsV_p I_p ≈ V_s I_sVp Ip ≈ Vs Is
Fonctions d'un transformateur
Les transformateurs jouent un rôle essentiel dans le transport d'électricité :
- Pour le transport d'électricité sur de longues distances, des tensions plus élevées permettent de réduire le courant et de diminuer considérablement la section des conducteurs ainsi que le coût des lignes.
- Les transformateurs élévateurs augmentent la tension pour le transport.
- Les transformateurs abaisseurs réduisent la tension pour des applications industrielles, commerciales et domestiques.
Les transformateurs constituent donc des composants essentiels de tout réseau électrique.
Explication du modèle de transformateur
Les modèles de transformateurs varient considérablement. Les règles de dénomination diffèrent selon les types. Voici quelques exemples typiques :
Exemple de transformateur à sec
SCB10-1 000 kVA / 10 kV / 0,4 kV
Signification :
- S – Triphasé
- C – Type à sec en résine moulée
- B – Enroulement de feuille
- R = enroulement filaire
- L = enroulement en aluminium
- Z = changeur de prises en charge (cuivre par défaut)
- 10 – Numéro d'ordre de conception
- 1 000 kVA – Puissance nominale
- 10 kV – Tension primaire
- 4 kV – Tension secondaire
Exemple de transformateur de puissance
SFSZ9-31500/110
Signification :
- S – Triphasé
- F – Refroidissement par air pulsé
- S – À trois remontoirs
- Z – Changeur de prises en charge
- 9 – Déroulement de la conception
- 31 500 – Puissance nominale (kVA)
- 110 – Tension nominale primaire (kV)