Les transformateurs sont des convertisseurs d’énergie électrique, ils permettent d’adapter un courant électrique en fonction de l’utilisation.
Notons qu’un transformateur modifie suivant le cas, la tension (Volt) et l’intensité (Ampère) d’un courant électrique sans toutefois en changer la fréquence (50 Hz en France).
Les transformateurs sont partout autour de nous, qu’ils soient de très grosses puissances somme ceux utilisés dans le réseau de distribution électrique ou de très petites comme les transformateurs monophasés des appareils que l’on utilise tous les jours, chargeur pour ordinateur ou téléphone portable, rasoir électrique, etc.
Pour la petite histoire il faut savoir que de 1830 à 1885 plusieurs physiciens, scientifiques, ingénieurs ont expérimenté et étudiés les divers phénomènes autour des transformateurs, citons Michael Faraday, Joseph Henry (auto-induction), Nicholas Joseph Callan qui inventa en 1837, le premier transformateur. Il faudra attendre la fin des années 1880 pour voir le premier transformateur commercialisé dans le monde entier.
Utilisation des transformateurs électriques.
On utilise les transformateurs pour :
- Convertir une tension alternative (ex : 240V) en une autre tension alternative plus faible (ex : 24V).
- Convertir une tension alternative (ex : 400V) en une autre tension (48 V) de type continue (transfo + pont diodes).
- Transformer une certaine tension alternative en une autre tension alternative plus élevée.
- Séparer deux circuits électriques pour des raisons de sécurité.
En froid et climatisation on utilise comme de partout divers types de transformateurs de courant abaisseur de tension, essentiellement monophasés (240V) ou biphasés (400V), pour alimenter des circuits de télécommande en basse tension (ex : 24V) ou des organes de régulation, ou encore des commandes de désenfumage (ex : 48V continu)
Constitution et fonctionnement d’un transformateur monophasé
Un transformateur est constitué de :
- Deux enroulements nommés bobines,en fils de cuivre. Une bobine (N1 spires) appelé primaire, alimentée par un courant de type alternatif de tension U1, et d’intensité I1.
Et d’une autre bobine nommée secondaire comportant N2 spires, qui fournit, sous la tension U2, un courant I2 au récepteur. Plus le nombre de spire du primaire (N1) sera grand par rapport à celui du secondaire N2), plus U2 sera petit. - D’un circuit magnétique en tôle feuilletée assez fine de l’ordre de 0,2 mm, son rôle est permettre le transfert au secondaire de l’énergie magnétique crée par le primaire.
Tout conducteur électrique génère un champ magnétique, la grandeur de ce champ s’appelle inductance.
Une bobine aura une inductance d’autant plus grande que le nombre de spires est important, elle dépend aussi de la qualité du circuit magnétique.
On peut donc dire que le primaire transforme l’énergie électrique en énergie magnétique (inductance) et que le secondaire fait carrément l’inverse il transforme l’énergie magnétique reçue en énergie électrique.
Les tensions et les intensités au secondaire et au primaire seront différentes (sauf transformateur de séparation) mais la fréquence est la même, celle du réseau.
La puissance d’un transformateur s’exprime en Voltampère (VA, kVA) cette unité est assez proche du Watt, c’est la puissance "apparente" qui est le résultat de la tension appliquée au récepteur multipliée par l’intensité.
1VA = 1V x 1A
Donc pour connaitre l’intensité maximum aux bornes du secondaire on aura :
A = VA /V exemple :100 VA / 24V = 4,16 A
