La perte la plus importante dans un transformateur est généralement la perte de cuivre, qui se compose de deux composants : les pertes ohmiques ou I²R dans les enroulements et les pertes parasites.
- Pertes ohmiques (pertes I²R) : ces pertes sont dues à la résistance des conducteurs en cuivre dans les enroulements du transformateur. Lorsque le courant circule dans les enroulements, il rencontre une résistance, ce qui entraîne une génération de chaleur. La formule de calcul des pertes ohmiques est I²R, où I est le courant circulant dans l’enroulement et R est la résistance de l’enroulement. Étant donné que la perte de puissance est proportionnelle au carré du courant, des courants plus élevés entraînent une augmentation des pertes ohmiques.
- Pertes parasites : les pertes parasites, également connues sous le nom de pertes par courants de Foucault et pertes par hystérésis, se produisent en raison de l’interaction du champ magnétique du transformateur avec les composants structurels du transformateur, tels que le noyau et le support. structures. Ces pertes sont associées aux propriétés magnétiques des matériaux utilisés dans la construction du transformateur. Les pertes par courants de Foucault résultent des courants de circulation induits dans les parties métalliques du transformateur, provoquant un échauffement résistif. Les pertes par hystérésis se produisent en raison du changement constant de direction des domaines magnétiques dans le matériau du noyau avec le champ magnétique alternatif, conduisant à une dissipation d’énergie sous forme de chaleur.
Même si les pertes parasites sont importantes, notamment dans les gros transformateurs de puissance, leur contribution aux pertes totales est souvent éclipsée par les pertes ohmiques. Les pertes ohmiques augmentent avec le carré du courant et dominent lorsque le transformateur est chargé à des pourcentages élevés de sa capacité nominale.
Les efforts visant à minimiser les pertes dans les transformateurs comprennent l’utilisation de matériaux à haute conductivité pour les enroulements, l’optimisation de la conception du noyau et l’emploi de matériaux à faible hystérésis et à faibles pertes par courants de Foucault. De plus, les transformateurs sont souvent conçus pour fonctionner à des niveaux de rendement élevés, en particulier lorsqu’ils font partie de l’infrastructure de distribution d’énergie, où la minimisation des pertes est essentielle pour l’efficacité globale du système et la conservation de l’énergie.
En résumé, la perte la plus importante dans un transformateur est généralement la perte en cuivre, comprenant les pertes ohmiques dans les enroulements et les pertes parasites associées aux propriétés magnétiques du matériau du noyau. Minimiser ces pertes est essentiel pour améliorer l’efficacité et les performances globales du transformateur dans les systèmes d’alimentation électrique.
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