Taux de transformation
La base du transformateur détermine le phénomèneinduction électromagnétique. Le noyau du transformateur consiste en des plaques d'acier séparées assemblées dans un cadre fermé d'une forme ou d'une autre. Deux enroulements S₁ et S₂ avec le nombre de spires w₁ et w поме sont placés sur le noyau. Les enroulements ont une résistance insignifiante et une grande inductance.
Appliquer aux deux extrémités de l'enroulement S₁, quiappelons la tension primaire, alternative U₁. Le courant alternatif I passera à travers l'enroulement, qui va magnétiser l'acier du noyau, créant un courant alternatif magnétique dans celui-ci. L'effet magnétisant du courant est proportionnel au nombre d'ampères-tours (Iw₁).
Comme le courant augmente, le magnétiqueflux et dans le noyau, dont le changement va exciter dans les spires de la bobine la force électromotrice de l'auto-induction. Dès qu'il atteint la valeur de la tension appliquée, la croissance du courant dans le circuit primaire va cesser. Ainsi, dans le circuit de l'enroulement primaire du transformateur, la tension appliquée U₁ et la force électromotrice d'auto-induction Е будут agiront. En même temps, la tension U₁ est supérieure à E₁ par la chute de tension dans l'enroulement, qui est très faible. Par conséquent, nous pouvons écrire approximativement:
U₁ = E₁.
Le débit variable magnétique résultant del'âme du transformateur, traverse également les enroulements de son enroulement secondaire, excitant dans chaque enroulement de cet enroulement la même force électromotrice qu'à chaque tour de l'enroulement primaire.
En partant du fait que le nombre de spires de l'enroulement primaire est w₁, et l'enroulement secondaire w₂, les forces induites seront respectivement égales:
E₁ = w₁e,
E₂ = w₂e,
où e est la force électromotrice résultant d'une révolution.
La tension U₂ aux extrémités de l'enroulement ouvert est égale à la force électromotrice, c'est-à-dire:
U₂ = E₂.
Par conséquent, nous pouvons conclure que la quantitéla tension aux deux extrémités de l'enroulement primaire du transformateur se réfère à la valeur de tension aux extrémités du deuxième enroulement comme le nombre de tours de l'enroulement primaire se réfère au nombre de tours de l'enroulement secondaire:
(U₁ / U₂) = (w₁ / w₂) = k.
La valeur constante k est le rapport de transformation du transformateur de courant.
Dans le cas où vous avez besoin d'augmenter la tension,disposer un enroulement secondaire avec un nombre accru de tours (ce que l'on appelle un transformateur élévateur); dans le cas où il est nécessaire d'abaisser la tension, l'enroulement secondaire du transformateur est pris avec un nombre de tours plus faible (un transformateur abaisseur). Un transformateur peut agir à la fois en tant que facteur de conversion élévateur et en tant que transformateur abaisseur, en fonction de l'enroulement utilisé comme primaire.
L'enroulement secondaire est toujours ouvert (courant dans celui-cin'est pas). Le transformateur est inactif. En même temps, il consomme peu d'énergie, car le courant, le noyau en acier magnétisant, est très petit en raison de la grande inductance de la bobine. Le transfert d'énergie vers le circuit secondaire à partir du primaire n'est pas du tout présent. Cette expérience permet de connaître le coefficient de transformation, la résistance au ralenti et le courant du transformateur.
Nous chargeons le transformateur, le fermant à travers le rhéostatcircuit d'enroulement secondaire. Maintenant, un courant d'induction circulera le long de celui-ci, nous le dénotons par la lettre I₂. Ce courant, selon la loi de Lenz, provoquera une diminution du flux magnétique dans le noyau. Mais l'affaiblissement du flux magnétique dans le coeur conduira à une diminution de la force électromotrice d'auto-induction dans l'enroulement primaire et à un déséquilibre entre cette force E₁ et la tension U₁ donnée par le générateur à l'enroulement primaire. En conséquence, dans l'enroulement primaire, le courant augmentera d'une certaine quantité I₁ et deviendra égal à I + I₁. En raison de l'augmentation du courant, le flux magnétique dans le noyau du transformateur augmentera à la valeur précédente, et l'équilibre perturbé entre U₁ et E₁ sera rétabli. Ainsi, l'apparition du courant secondaire I₂ provoque une augmentation du courant dans l'enroulement primaire d'une valeur I₁, qui va déterminer le courant de charge de l'enroulement primaire du transformateur.
Lorsque le transformateur est chargé,transmission continue d'énergie dans le circuit secondaire à partir du primaire. Selon la loi de conservation et de transformation de l'énergie, le courant dans le circuit primaire est égal au courant dans le circuit secondaire; par conséquent, l'égalité doit fonctionner:
I₁ U₁ = I₂U₂.
En fait, cette égalité n'est pas respectée, car lorsque le transformateur fonctionne, il y a des pertes, même minimes. Le rapport de transformation est d'environ 94-99%.
