Les pertes de noyau se produisent dans un transformateur principalement pour deux raisons : la perte par hystérésis et la perte par courants de Foucault. La perte par hystérésis se produit parce que le matériau du noyau (généralement en acier au silicium) subit des cycles répétés de magnétisation et de démagnétisation lorsque le courant alternatif circule dans les enroulements du transformateur. Chaque cycle entraîne la dissipation de l’énergie sous forme de chaleur en raison des propriétés magnétiques inhérentes au matériau du noyau, entraînant des pertes par hystérésis. La perte par courants de Foucault, quant à elle, se produit en raison de la formation de courants de circulation (courants de Foucault) dans le matériau du noyau lui-même. Ces courants induisent un échauffement résistif, contribuant à des pertes d’énergie supplémentaires.
Les deux causes de perte de puissance dans le noyau d’un transformateur sont la perte par hystérésis et la perte par courants de Foucault. La perte d’hystérésis se produit parce que le matériau du noyau présente un retard de magnétisation lorsqu’il est soumis à des champs magnétiques alternatifs. Ce décalage entraîne une dissipation d’énergie sous forme de chaleur au cours de chaque cycle magnétique. La perte par courants de Foucault, quant à elle, résulte de la circulation de courants dans le matériau du noyau induite par le champ magnétique changeant. Ces courants rencontrent une résistance dans le matériau du noyau, entraînant une dissipation supplémentaire de l’énergie sous forme de chaleur.
Les pertes dans le noyau d’un transformateur sont appelées pertes constantes car elles restent relativement constantes quelle que soit la charge du transformateur. Ces pertes dépendent principalement des propriétés magnétiques du matériau du noyau et de la fréquence de fonctionnement. En revanche, les pertes en cuivre (ou pertes dans les enroulements) varient en fonction du courant de charge circulant dans les enroulements du transformateur. Les pertes de cuivre résultent de la résistance des conducteurs en cuivre utilisés dans les enroulements et augmentent à mesure que le courant de charge augmente. Cette distinction entre les pertes constantes dans le noyau et les pertes variables dans le cuivre est essentielle dans la conception des transformateurs et dans les calculs de rendement.
La perte de noyau et la perte de cuivre sont deux types distincts de pertes dans un transformateur. La perte dans le noyau fait spécifiquement référence à l’énergie dissipée sous forme de chaleur dans le noyau du transformateur en raison de l’hystérésis et des courants de Foucault. Il s’agit d’une perte inhérente qui se produit continuellement pendant le fonctionnement du transformateur, quelles que soient les conditions de charge. La perte de cuivre, également connue sous le nom de perte d’enroulement ou perte I²R, fait référence à l’énergie dissipée sous forme de chaleur dans les enroulements du transformateur en raison de la résistance des conducteurs en cuivre. Les pertes de cuivre varient avec le carré du courant de charge et contribuent à la réduction globale du rendement du transformateur.
La perte de noyau dans un transformateur fait référence à la puissance dissipée sous forme de chaleur dans le noyau du transformateur en raison de l’hystérésis et des pertes par courants de Foucault. La perte d’hystérésis se produit parce que le matériau du noyau subit des inversions magnétiques lorsque le courant alternatif circule dans les enroulements, entraînant une dissipation d’énergie. La perte par courants de Foucault résulte des courants de circulation induits dans le matériau du noyau par le champ magnétique changeant. Ensemble, ces pertes représentent l’énergie qui n’est pas transférée à la charge mais plutôt convertie en chaleur dans le noyau du transformateur, affectant son efficacité et ses performances globales.