Le cuivre n’est pas utilisé comme matériau de base dans les transformateurs, principalement en raison de ses propriétés magnétiques. Bien que le cuivre soit un excellent conducteur d’électricité, il ne présente pas les caractéristiques magnétiques requises pour un couplage et une transformation efficaces du flux magnétique dans les transformateurs. Les transformateurs fonctionnent sur la base de l’induction électromagnétique, où le courant alternatif dans la bobine primaire génère un champ magnétique qui induit une tension dans la bobine secondaire. Les matériaux utilisés dans les noyaux des transformateurs doivent avoir une perméabilité magnétique élevée pour faciliter une liaison efficace du flux magnétique et minimiser les pertes d’énergie. Le cuivre, malgré sa conductivité, n’a pas une perméabilité magnétique suffisante et ne canaliserait pas efficacement le flux magnétique à travers les enroulements du transformateur.
De même, l’aluminium n’est généralement pas utilisé comme matériau de base dans les transformateurs pour des raisons similaires liées à ses propriétés magnétiques. Bien que l’aluminium soit léger et offre une bonne conductivité électrique, il ne possède pas les caractéristiques magnétiques nécessaires pour transférer et maintenir efficacement le flux magnétique requis pour le fonctionnement efficace du transformateur. Les matériaux utilisés comme noyaux de transformateur doivent présenter une perméabilité magnétique élevée pour garantir des pertes d’énergie minimales et une efficacité optimale du transformateur. La perméabilité magnétique inférieure de l’aluminium par rapport à des matériaux comme le fer ou l’acier le rend moins adapté aux noyaux de transformateurs, où les propriétés magnétiques sont cruciales pour les performances.
Le fer est généralement choisi comme matériau de base des transformateurs en raison de ses propriétés magnétiques favorables. Le fer a une perméabilité magnétique élevée, ce qui signifie qu’il peut facilement conduire et entretenir les lignes de flux magnétique générées par l’enroulement primaire. Cette propriété permet aux noyaux de fer de transférer efficacement l’énergie magnétique de la bobine primaire à la bobine secondaire des transformateurs, facilitant ainsi une transformation efficace de la tension. De plus, les noyaux de fer peuvent être facilement magnétisés et démagnétisés, ce qui les rend adaptés aux champs magnétiques alternatifs produits dans les transformateurs CA. Ces caractéristiques font du fer un matériau privilégié pour les noyaux de transformateurs, permettant un transfert d’énergie efficace et réduisant les pertes.
L’acier, bien que similaire au fer à bien des égards, n’est généralement pas utilisé comme matériau de base dans les transformateurs en raison de sa conductivité électrique plus élevée. L’acier a une résistivité inférieure à celle du fer, ce qui peut entraîner des courants de Foucault et des pertes d’énergie plus élevées dans le noyau du transformateur. Ces courants de Foucault génèrent de la chaleur, réduisant le rendement global et pouvant provoquer des problèmes thermiques dans les transformateurs. Par conséquent, bien que ses propriétés magnétiques conviennent aux noyaux de transformateurs, la conductivité électrique plus élevée de l’acier et les pertes associées le rendent moins souhaitable que le fer pour cette application spécifique. La conception des transformateurs vise à minimiser les pertes et à maximiser l’efficacité, c’est pourquoi le fer reste le choix prédominant pour les noyaux des transformateurs malgré ses propres limites.
