La conception d’un transformateur implique un examen attentif du rapport de spires entre les bobines primaire et secondaire. La bobine primaire a plus de spires que la bobine secondaire pour obtenir les caractéristiques de transformation de tension et de transfert de puissance souhaitées.
Le principe fondamental réside dans la conservation de l’énergie et la relation entre la tension et les spires dans un transformateur. Selon la loi de Faraday sur l’induction électromagnétique, la tension induite dans une bobine est directement proportionnelle au taux de variation du flux magnétique reliant la bobine. L’équation exprimant cette relation est donnée par :
�=−��Φ��E=−NdtdΦ
Ici, �E est la tension induite, �N est le nombre de tours dans la bobine, ΦΦ est le flux magnétique et �t est le temps.
Lorsqu’une tension est appliquée à la bobine primaire, elle crée un champ magnétique changeant dans le noyau du transformateur. Ce champ magnétique changeant induit une tension dans les bobines primaire et secondaire. Le rapport entre le nombre de tours dans la bobine primaire (�1N1) et le nombre de tours dans la bobine secondaire (�2N2) détermine directement le rapport de transformation de tension :
�1,2=�1,2V2V1=N2N1
Où �1V1 est la tension dans la bobine primaire et �2V2 est la tension dans la bobine secondaire.
Pour abaisser la tension du primaire au secondaire, la bobine secondaire doit avoir moins de tours. A l’inverse, pour augmenter la tension, la bobine secondaire a besoin de plus de tours que la primaire. En effet, le produit du nombre de tours et de la tension induite reste constant, en supposant des conditions idéales du transformateur (pertes négligeables) :
�1⋅�1=�2⋅�2N1⋅V1=N2⋅V2
Avoir plus de tours dans le primaire permet un transfert d’énergie efficace et une transformation de tension aux bornes du transformateur. Il permet au dispositif d’adapter l’impédance entre la source et la charge, facilitant ainsi un transfert de puissance optimal tout en répondant aux exigences de tension souhaitées. Par conséquent, le rapport de transformation est un aspect critique de la conception du transformateur, garantissant la conversion efficace et efficiente de l’énergie électrique entre différents niveaux de tension.
A quoi peut-on utiliser une diode en dehors du redressement dans un circuit ?
Qu’est-ce qui rend une diode PIN particulièrement adaptée à un photodétecteur ?
Pourquoi les appareils électroniques ont-ils des fréquences fixes fixées à 50 Hz et 60 Hz ?
En quoi les onduleurs éoliens diffèrent-ils des onduleurs photovoltaïques ?
