Transformateurs Monophasés

Un transformateur est un composant passif qui transfère l'énergie électrique d'un circuit à un ou plusieurs autres circuits. Les transformateurs monophasés peuvent soit élever (augmenter), soit abaisser (diminuer) la tension alternative. Les transformateurs ont un large éventail d'utilisations et peuvent être classés en fonction de celles-ci. Cet article traite de la définition, de la construction, des avantages, des inconvénients et des applications des transformateurs monophasés.

Table des matières

• Types de transformateurs en fonction du réseau électrique
• Transformateurs monophasés et triphasés
• Loi de Faraday sur l'induction électromagnétique
• Qu'est-ce qu'un transformateur monophasé ?
• Travailler
• Construction
• Applications
• Avantages
• Disadvantages
• FAQ

Types de transformateurs en fonction du réseau électrique

Selon le réseau électrique utilisé, les transformateurs sont classés en deux catégories ;

• Transformateurs monophasés
• Transformateurs triphasés

Un transformateur monophasé (figure 2 étiquetée A) fonctionne sur une alimentation monophasée et contient un seul enroulement sur les côtés primaire et secondaire. Un transformateur triphasé fonctionne sur une alimentation triphasée, et les enroulements primaires et secondaires ont trois jeux d'enroulements. Lisez notre article sur les transformateurs tri phasés pour plus de détails sur la construction et les schémas de câblage d'un transformateur triphasé.

Dans la plupart des cas, les transformateurs monophasés sont moins encombrants que les autres transformateurs. Il est également plus facile de transporter des transformateurs monophasés que des transformateurs triphasés. Toutefois, l'utilisation d'un transformateur triphasé est plus efficace que celle de trois transformateurs monophasés.

Transformateurs monophasés et triphasés

• Dans un transformateur monophasé, l'alimentation électrique passe par un conducteur, tandis que dans les transformateurs triphasés, l'alimentation électrique passe par trois conducteurs.
• Un transformateur monophasé nécessite deux fils pour compléter le circuit, tandis qu'un transformateur triphasé nécessite quatre fils pour compléter le circuit.
• Si un transformateur monophasé est alimenté en 230 V, un transformateur triphasé est alimenté en 415 V.
• Un transformateur monophasé utilise un réseau simple, tandis qu'un transformateur triphasé utilise un réseau complexe.
• Une panne de courant se produit dans les transformateurs monophasés, alors qu'il n'y a pas de panne de courant dans les transformateurs triphasés. Les vibrations sont considérablement réduites dans les moteurs triphasés, car la puissance est distribuée uniformément tout au long du cycle.
• Les transformateurs monophasés sont utilisés pour les appareils ménagers, tandis que les transformateurs triphasés sont utilisés pour les charges lourdes.

Loi de Faraday sur l'induction électromagnétique

La loi de Faraday sur l'électromagnétisme prédit comment un champ magnétique interagit avec un circuit pour produire une force électromotrice. La loi de Faraday consiste en

• La première loi de Faraday sur l'induction électromagnétique stipule que chaque fois qu'un conducteur se trouve dans un champ magnétique variable, il y a une force électromotrice (FEM).
• La deuxième loi de Faraday sur l'induction électromagnétique stipule que la force électromotrice induite est égale au taux de variation des liaisons de flux.

Qu'est-ce qu'un transformateur monophasé ?

Un transformateur monophasé fonctionne sur du courant monophasé et comporte deux parties : la partie magnétique et la partie électrique. La partie magnétique du transformateur est constituée d'un noyau magnétique en fer, tandis que la partie électrique est constituée d'un transformateur en cuivre. Lisez notre article sur les transformateurs électriques pour plus de détails sur la construction d'un transformateur.

Seul le courant alternatif fait fonctionner le transformateur car le courant continu ne crée pas de champ électromagnétique. Un transformateur n'a pas de pièces mobiles ; il n'y a donc pas de frottement mécanique lors de l'utilisation d'un transformateur monophasé. Par conséquent, il y a peu de pertes d'énergie lors de l'utilisation d'un transformateur monophasé, ce qui le rend très efficace.

Lorsque l'enroulement primaire d'un transformateur rencontre un courant alternatif, il génère un champ électromagnétique alternatif. Une partie du champ magnétique généré se lie à l'enroulement secondaire par induction mutuelle, produisant un courant. La tension est induite dans les enroulements secondaires à la même fréquence que les enroulements primaires. La loi de Faraday permet de déterminer la valeur de la tension induite.

Travailler

Un transformateur monophasé fonctionne selon le principe de l'inductance mutuelle. Les enroulements primaires sont reliés à un courant alternatif qui alimente la bobine, ce qui crée un champ magnétique. Le processus de création d'un champ magnétique est connu sous le nom d'inductance mutuelle, et le courant circule dans la bobine conformément à la loi de Faraday.

Le champ magnétique créé se renforce lorsque le courant circulant dans la bobine augmente, créant ainsi des lignes de force magnétiques. Les lignes de force magnétiques forment le flux magnétique et l'enroulement secondaire relie le système au flux magnétique.

Le rapport des spires entre les enroulements primaire et secondaire détermine l'intensité du champ magnétique généré. Une augmentation du courant entraîne une augmentation du flux magnétique - elles sont directement proportionnelles. Le flux magnétique circulant dans le noyau induit une tension dans l'enroulement secondaire. La valeur de la tension induite peut être déterminée à l'aide de la loi de Faraday.

Construction

Le transformateur monophasé comporte un enroulement primaire et un enroulement secondaire. Les enroulements sont placés sur un noyau magnétique constitué de tôles d'acier au silicium. L'objectif du noyau magnétique est de fournir un chemin pour le flux magnétique. L'acier au silicium réduit les pertes par hystérésis, tandis que les tôles réduisent les pertes dues aux courants de Foucault (courant électrique localisé induit dans un conducteur en raison de la variation du champ magnétique).

Les laminations sont des feuilles minces assemblées pour former le noyau. Un revêtement isolant en émail isole les laminés les uns des autres. En fonction de leur construction, les transformateurs monophasés peuvent être à noyau ou à enveloppe.

Transformateur à noyau

Le transformateur comporte deux branches verticales (limbs) et deux sections horizontales (yokes) dans le courant magnétique. La moitié des enroulements primaires et secondaires est placée sur chaque branche pour minimiser l'effet du flux de fuite. Les deux enroulements forment un enroulement cylindrique (figure 3 étiquetée A).

Transformateur à coquille

Le transformateur comporte trois branches dans un circuit magnétique. Les enroulements se trouvent dans la branche centrale, et les autres branches complètent le trajet du flux à faible réluctance (figure 3 étiquetée B). Les enroulements primaires et secondaires sont divisés en deux parties : la section basse tension et la section haute tension.

Applications

Le transformateur monophasé est principalement utilisé dans les appareils à basse tension tels que les appareils domestiques. Voici quelques-unes des applications d'un transformateur monophasé :

• Diminution de la tension dans la distribution d'électricité localisée
• Régulation de la tension dans les téléviseurs
• Utilisé dans les dispositifs d'éclairage et de chauffage
• Utilisé dans les zones où la demande d'électricité est faible, telles que les zones rurales.
• Augmentation de la tension dans les onduleurs domestiques

Avantages

• Le système est fiable et la continuité du service est assurée lorsque les transformateurs sont connectés en parallèle.
• Les transformateurs fonctionnent en parallèle, ce qui réduit les risques de surcharge.
• Le transformateur peut s'allumer ou s'éteindre en fonction de la demande de charge.

Disadvantages

• Son entretien est coûteux.
• Il nécessite beaucoup d'espace d'installation.
• Il y a un risque de défaillance lorsque les transformateurs sont connectés en parallèle.

FAQ

Combien de types de transformateurs existe-t-il ?

Trois types principaux - condensateur, électromagnétique et optique

Que signifie un transformateur monophasé ?

Un transformateur monophasé est un type de transformateur fonctionnant sur une alimentation monophasée. Un transformateur monophasé se compose de deux parties : le transformateur magnétique et les parties électriques.

Quel type d'alimentation électrique les foyers utilisent-ils ?

Les maisons utilisent une alimentation électrique monophasée.

Comment les transformateurs monophasés sont-ils câblés ?

Les transformateurs monophasés peuvent être connectés en série ou en parallèle.

Sur quel principe fonctionne le transformateur monophasé ?

Les transformateurs monophasés fonctionnent selon le principe de la loi de Faraday sur l'induction électromagnétique. La loi de Faraday est une loi de l'électromagnétisme qui prédit comment un champ magnétique interagit avec un circuit magnétique pour produire une force électromotrice.