Une chute de tension dans un transformateur peut se produire en raison de plusieurs facteurs liés à sa conception, à son fonctionnement et aux conditions externes. L’une des principales causes réside dans les pertes résistives dans les enroulements et le noyau du transformateur. Lorsque le courant circule dans les enroulements, il rencontre une résistance dans les conducteurs, entraînant une chute de tension proportionnelle au carré du courant multiplié par la résistance. Cette perte résistive se manifeste sous forme de chaleur et réduit la tension disponible aux bornes de sortie du transformateur. De plus, les pertes magnétiques dans le matériau du noyau peuvent contribuer à une chute de tension, où l’énergie est dissipée sous forme de chaleur en raison de l’hystérésis et des courants de Foucault dans le noyau du transformateur.
Les principales causes de chute de tension dans les transformateurs comprennent les pertes résistives dans les enroulements et le noyau, ainsi que les pertes réactives dues au flux de fuite et au courant magnétisant. Les pertes résistives se produisent lorsque le courant circule dans les enroulements et rencontre une résistance dans les conducteurs, ce qui entraîne une chute de tension proportionnelle au carré du courant multiplié par la résistance. Les pertes réactives, quant à elles, résultent du courant magnétisant nécessaire pour établir et maintenir le champ magnétique dans le noyau du transformateur. Ces pertes contribuent collectivement à la réduction de la tension entre l’entrée du transformateur et ses bornes de sortie.
La basse tension dans un transformateur peut être causée par divers facteurs, notamment une demande de charge élevée dépassant la capacité nominale du transformateur, une chute de tension excessive due à de longues distances de transmission ou à une taille de conducteur inadéquate, ou une mauvaise régulation dans des conditions de charge variables. Lorsqu’un transformateur est soumis à une charge supérieure à sa capacité nominale, l’augmentation du courant traversant ses enroulements entraîne des pertes résistives plus élevées, provoquant une chute de la tension de sortie. Cette situation peut entraîner des conditions de basse tension aux bornes de sortie du transformateur, affectant les performances et l’efficacité des appareils et systèmes électriques connectés.
Les transformateurs réduisent la tension grâce aux principes d’induction électromagnétique. Un courant alternatif traversant l’enroulement primaire d’un transformateur génère un flux magnétique dans le noyau. Ce flux magnétique induit une tension dans l’enroulement secondaire selon le rapport de spires entre les enroulements primaire et secondaire. En ajustant le nombre de tours dans les enroulements, les transformateurs peuvent augmenter (augmenter) ou diminuer (diminuer) les niveaux de tension. Cette capacité à modifier les niveaux de tension est essentielle pour transmettre efficacement l’énergie électrique sur de longues distances et pour répondre aux exigences de tension des différentes charges et appareils électriques.
Pour résoudre un problème de chute de tension dans un transformateur, plusieurs approches peuvent être envisagées en fonction de la cause précise. L’augmentation de la taille des conducteurs dans les enroulements du transformateur peut réduire les pertes résistives et ainsi minimiser les chutes de tension. L’amélioration de la conception du transformateur afin de réduire les pertes dans le noyau grâce à de meilleurs matériaux magnétiques ou à de meilleures techniques de construction peut également contribuer à atténuer les chutes de tension. Un entretien approprié du transformateur, y compris des inspections et des tests réguliers, garantit qu’il fonctionne selon des paramètres optimaux et permet d’identifier rapidement tout problème potentiel. De plus, l’optimisation de la répartition de la charge et la garantie que le transformateur n’est pas surchargé au-delà de sa capacité nominale peuvent empêcher une chute de tension excessive et maintenir une tension de sortie stable pour les systèmes électriques connectés.