Qu'est-ce que le rapport de transformation ?

Qu'est-ce que le rapport de transformation ?

Le rapport de conversion du transformateur fait référence à la relation proportionnelle entre le nombre de spires des enroulements primaire et secondaire du transformateur, qui détermine la capacité de conversion de tension du transformateur. Le rapport de conversion est l'une des caractéristiques les plus fondamentales d'un transformateur et est utilisé pour décrire comment le transformateur change la tension d'entrée en tension de sortie.

Définition

Le rapport de conversion du transformateur est défini comme le rapport du nombre de spires de l'enroulement primaire N1 au nombre de spires de l'enroulement secondaire N2 :

Le rapport de conversion peut également être exprimé en termes de tension, c'est-à-dire le rapport de la tension primaire V1 à la tension secondaire V2 :

Type

Transformateur élévateur : lorsque N1<N2, le rapport de transformation n<1, la tension primaire est inférieure à la tension secondaire, c'est-à-dire V1<V2.

Transformateur abaisseur : lorsque N1>N2, le rapport de conversion n>1, la tension primaire est supérieure à la tension secondaire, c'est-à-dire V1>V2

Transformateur d'isolement : lorsque N1=N2, le rapport de transformation n=1, la tension primaire est égale à la tension secondaire, c'est-à-dire V1 est égal à V2.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement des transformateurs est basé sur la loi de l'induction électromagnétique. Lorsqu'un courant alternatif passe par l'enroulement primaire, il crée un champ magnétique alternatif autour de l'enroulement. Ce champ magnétique passe à travers l'enroulement secondaire et induit une force électromotrice (FEM) dans l'enroulement secondaire selon la loi de Faraday de l'induction électromagnétique. La taille de la force électromotrice induite est proportionnelle au nombre de spires de l'enroulement, donc :

Relation de courant

En plus des changements de tension, les transformateurs modifient également le courant. Selon la loi de l'induction électromagnétique, le courant primaire I1 et le courant secondaire I2

La relation entre eux suit les règles suivantes :

Cela signifie que si le transformateur est un transformateur élévateur, le courant secondaire sera réduit ; s'il s'agit d'un transformateur abaisseur, le courant secondaire augmentera.

Relation de puissance

Idéalement, la puissance d'entrée du transformateur est égale à la puissance de sortie (en ignorant les pertes) :

Scénario d'application

Le rapport de conversion du transformateur a un large éventail de scénarios d'application, y compris mais sans s'y limiter :

•  Transmission de l'énergie : Dans le processus de transmission de l'énergie, les transformateurs élévateurs sont utilisés pour augmenter la tension afin de réduire la perte d'énergie dans la ligne de transmission ; les transformateurs abaisseurs sont utilisés pour convertir l'électricité haute tension à l'utilisateur final en électricité basse tension adaptée à l'utilisation domestique et industrielle.

• Distribution de l'énergie : Dans un système de distribution d'énergie, les transformateurs sont utilisés pour convertir la tension d'un réseau haute tension en une tension adaptée à l'utilisation sur le réseau local.

• Applications industrielles : Dans divers équipements industriels, les transformateurs sont utilisés pour convertir la tension du réseau en une tension adaptée au fonctionnement d'un équipement particulier.

• Laboratoire et recherche : Dans les laboratoires, les transformateurs sont utilisés pour générer des tensions ou des courants spécifiques pour répondre aux besoins expérimentaux.

Conception et sélection

Lors de la conception et de la sélection d'un transformateur, les facteurs suivants doivent être pris en compte :

• Exigences de charge : Sélectionner le rapport de conversion approprié en fonction des exigences spécifiques de la charge pour s'assurer que la tension de sortie répond aux exigences de la charge.

• Niveau de tension : Sélectionner le transformateur correspondant en fonction du niveau de tension du système électrique.

• Capacité : Sélectionner la capacité du transformateur en fonction des exigences de puissance maximale de la charge.

• Efficacité : Choisir un transformateur efficace pour réduire la perte d'énergie.

• Fiabilité : Sélectionner des transformateurs de haute qualité pour assurer un fonctionnement stable à long terme.