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Un dispositif électrique nommé transformateur monophasé a pour fonction de modifier les niveaux de tension électrique, par exemple de transformer 220 V en 110 V. Le transformateur monophasé est principalement utilisé pour équiper les machines-outils, pour alimenter des circuits électriques, pour permettre la création de tensions de sécurité ou pour effectuer la séparation de circuits.
L’activité d’un transformateur monophasé est basée sur un principe simple : le courant alternatif qui circule dans le primaire crée un champ magnétique qui, à son tour, induit un courant dans l’enroulement secondaire. La tension présente aux bornes de chaque spire est identique dans les enroulements primaires et dans les enroulements secondaires. En conséquence, il est aisé de comprendre ensuite que la tension relative d’une bobine est proportionnelle au nombre de spires qui la compose.
Le transformateur monophasé est composé d’un circuit magnétique, généralement formé d’un empilement de tôles de silicium et de fer. Dans le transformateur, les enroulements primaire et secondaire sont formés par des bobines de fil de cuivre qui sont disposées sur ce circuit magnétique. Le circuit magnétique d’un transformateur monophasé est traditionnellement fabriqué à partir d’un alliage de fer et de silicium. Ce matériau augmente la résistivité, ce qui permet d’amoindrir les courants de Foucault. Les tôles utilisées pour la fabrication du circuit magnétique peuvent être laminées à froid, ou bien à cristaux orientés, ces dernières étant soumises à un champ magnétique pendant leur laminage afin d’orienter les grains de leur structure cristalline.
Les pertes magnétiques se divisent principalement en deux types. Les pertes par hystérésis restent relatives à la surface du cycle et peuvent être réduites grâce à un matériau de faible rémanence. Les pertes par courants de Foucault se produisent lorsque le circuit magnétique est soumis à une modification de flux et peuvent être réduites avec un composant matériel de résistivité élevée. Pour limiter ces pertes, le circuit magnétique est feuilleté et les tôles sont isolées les unes par rapport aux autres. Les pertes totales (somme des courants de Foucault et hystérésis) sont fournies en W/kg de tôle avec une fréquence habituellement de 50 Hz et une induction max de 1 tesla.
Les circuits magnétiques de forme torique sont largement utilisés actuellement. Ils sont constitués d’un enroulement de feuillards à faible perte magnétique.
Crédit photo : ©Kocka
