Quel est le rapport de transformation d'un transformateur ?

Un transformateur est un dispositif électronique qui peut modifier des quantités de fonctionnement et qui est mesuré par le rapport de transformation, k. Ce nombre indique la modification, la mise à l'échelle d'un paramètre tel que la tension, le courant, la résistance ou la puissance.

Qu'est-ce qu'un rapport de transformation

Un transformateur ne transforme pas un paramètre en un autre, mais travaille avec leurs valeurs. On l'appelle néanmoins un convertisseur. Selon la façon dont l'enroulement primaire est connecté à l'alimentation électrique, l'objectif de l'appareil change.

Ces dispositifs sont très répandus dans les foyers. Leur but est d'alimenter un appareil domestique de manière à ce qu'il corresponde à la valeur nominale indiquée sur la fiche technique de l'appareil. Par exemple, la tension du secteur est de 220 volts, la batterie du téléphone est chargée à partir d'une alimentation de 6 volts. Il est donc nécessaire de réduire la tension du réseau d'un facteur de 220:6 = 36,7, cette valeur est appelée le rapport de transformation.

Pour le calculer avec précision, il est nécessaire de se rappeler la construction du transformateur lui-même. Tout appareil de ce type comporte un noyau en alliage spécial et au moins deux bobines :

• primaire ;
• secondaire.

La bobine primaire est reliée à l'alimentation électrique, la bobine secondaire à la charge, et il peut y en avoir une ou plusieurs. L'enroulement est une bobine constituée d'un fil électrique isolant enroulé sur un cadre, ou sans cadre. Une révolution complète du fil est appelée une bobine. La première et la deuxième bobines sont montées sur un noyau, avec lequel l'énergie est transférée entre les bobines.

Le rapport de transformation d'un transformateur

Une formule spéciale détermine le nombre de conducteurs dans l'enroulement et tient compte de toutes les particularités du noyau utilisé. Par conséquent, le nombre de tours dans les bobines primaires sera différent dans les différents appareils, même s'ils sont connectés à la même alimentation électrique. Les enroulements sont calculés en fonction de la tension, si plusieurs charges avec des tensions d'alimentation différentes doivent être connectées au transformateur, le nombre d'enroulements secondaires correspondra au nombre de charges à connecter.

En connaissant le nombre de tours de fil dans les enroulements primaire et secondaire, vous pouvez calculer le k de l'appareil. Selon la définition du GOST 17596-72 "Facteur de transformation - Le rapport entre le nombre de tours de l'enroulement secondaire et le nombre de tours de l'enroulement primaire, ou le rapport entre la tension secondaire et la tension primaire en fonctionnement à vide, à l'exclusion de la chute de tension dans le transformateur." Si ce facteur k est supérieur à 1, l'unité est une unité abaissante, s'il est inférieur, c'est une unité montante. Il n'y a pas de telle distinction dans le GOST, donc le nombre supérieur est divisé par le nombre inférieur et k est toujours supérieur à 1.

Dans le domaine de l'approvisionnement en électricité, les convertisseurs permettent de réduire les pertes de transmission. Pour ce faire, la tension générée par la centrale électrique est portée à plusieurs centaines de milliers de volts. La tension est ensuite réduite à la valeur requise à l'aide des mêmes dispositifs.

Des transformateurs avec régulateurs de tension sont installés dans les sous-stations de traction qui alimentent les zones industrielles et résidentielles. De la bobine secondaire partent des sorties auxiliaires, dont la connexion permet de faire varier la tension dans une petite plage. Cela se fait à l'aide d'un raccord boulonné ou d'un bouton. Dans ce cas, le rapport de transformation du transformateur de puissance est spécifié dans sa fiche technique.

Définition et formule du rapport de transformation

Il s'avère que le rapport est une constante, indiquant la mise à l'échelle des paramètres électriques, et qu'il dépend entièrement de la conception du dispositif. Le calcul de k se fait différemment selon les paramètres. Il existe les catégories suivantes de transformateurs :

• par la tension ;
• actuel ;
• par la résistance.

Avant de déterminer le coefficient, il est nécessaire de mesurer la tension aux bornes des bobines. Le GOST indique que cette mesure doit être effectuée lorsque les bobines sont à l'arrêt. C'est lorsqu'aucune charge n'est connectée à l'onduleur que la lecture peut être indiquée sur la plaque signalétique de l'unité.

La lecture de l'enroulement primaire est ensuite divisée par la lecture de l'enroulement secondaire, ce sera le coefficient. Si le nombre de tours de chaque bobine est connu, le nombre de tours de la bobine primaire est divisé par le nombre de tours de la bobine secondaire. Dans ce calcul, la résistance de la bobine est négligée. S'il y a plusieurs enroulements secondaires, un k différent est trouvé pour chaque enroulement.

Les transformateurs de courant ont leur propre caractéristique, leur enroulement primaire est connecté en série avec la charge. Les courants primaires et secondaires sont mesurés avant le calcul de la valeur k. Le courant primaire est décomposé en courant secondaire. Si le nombre de tours est disponible sur la fiche technique, il est possible de calculer k en divisant le nombre de tours du fil de l'enroulement secondaire par le nombre de tours du fil de l'enroulement primaire.

Pour calculer le coefficient d'un transformateur d'impédance, également appelé transformateur d'adaptation, il faut d'abord trouver les impédances d'entrée et de sortie. Pour ce faire, on calcule la puissance, qui est égale au produit de la tension et du courant. La puissance est ensuite divisée par le carré de la tension pour donner la résistance. La fraction de la résistance d'entrée du transformateur et de la charge par rapport à son circuit primaire et de la résistance d'entrée de la charge dans le circuit secondaire donnera k de l'appareil.

Il existe une autre façon de calculer ce chiffre. Vous devez trouver le facteur k par tension et le mettre au carré, le résultat sera similaire.

Les différents types de transformateurs et leurs rapports

Bien que, structurellement, les convertisseurs ne diffèrent pas beaucoup les uns des autres, leur objectif est assez vaste. Il existe les types de transformateurs suivants, en plus de ceux dont nous avons parlé :

• transformateur de puissance ;
• autotransformateur ;
• impulsion ;
• le soudage ;
• isoler ;
• correspondant ;
• pic-transformateur ;
• double étranglement ;
• transflecteur ;
• rotatif ;
• l'air et l'huile ;
• triphasé.

Une caractéristique de l'autotransformateur est qu'il n'y a pas d'isolation galvanique, les enroulements primaires et secondaires sont faits avec le même fil, le secondaire faisant partie du primaire. Le transformateur d'impulsions met à l'échelle de courts signaux d'impulsions rectangulaires. Celui de la soudure fonctionne en mode court-circuit. Les séparateurs sont utilisés lorsqu'une sécurité électrique particulière est requise : pièces humides, pièces contenant beaucoup de produits métalliques, etc. Leur k est principalement égal à 1.

Le transformateur crête à crête convertit la tension sinusoïdale en une tension pulsée. Une self double est constituée de deux bobines doubles, mais fait référence aux transformateurs en termes de caractéristiques de conception. Le transflucteur contient un noyau constitué d'un fil magnétique ayant une valeur de magnétisation résiduelle élevée, ce qui lui permet d'être utilisé comme mémoire. Celui qui tourne transmet des signaux à des objets en rotation.

Les transformateurs à air et à huile se distinguent par la manière dont ils sont refroidis. Les produits à base d'huile sont utilisés pour les échelles de puissance élevées. Les transformateurs triphasés sont utilisés dans les circuits triphasés.

Pour plus d'informations sur le rapport de transformation du transformateur de courant, voir le tableau.

Presque tous les dispositifs ci-dessus ont un noyau pour transmettre le flux magnétique. Le flux est créé par le mouvement des électrons dans chaque enroulement de la bobine, et les courants ne doivent pas être nuls. Le rapport de transformation du courant dépend également du type de noyau :

• cœur ;
• blindé.

Dans un noyau blindé, les champs magnétiques ont un impact plus important sur l'échelle.

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