Transformateurs de tension pour alimentation
Cette propriété est utilisée en électronique pour réaliser les transformateurs de tension pour alimentation.
On appelle l’enroulement sur lequel est appliquée la tension à transformer le "primaire" et l’enroulement duquel la tension transformée est prélevée, le "secondaire" (voir figure 224).
La tension alternative pouvant être prélevée de l’enroulement secondaire est proportionnelle au nombre de spires bobinées.
Il en découle que, si on enroule 100 spires sur l’enroulement primaire et que l’on a le même nombre de spires sur l’enroulement secondaire, on devrait, théoriquement, trouver sur le secondaire une tension identique à la tension appliquée sur le primaire.
Donc, en appliquant une tension alternative de 10 volts sur l’enroulement primaire, on devrait, en théorie, trouver 10 volts sur l’enroulement secondaire (voir figure 225).
Si l’enroulement du secondaire comporte le double de spires du primaire, c’est-à-dire 200, on devrait alors y trouver une tension double, c’est-à-dire 20 volts (voir figure 226).
Si l’enroulement du secondaire ne comporte que la moitié des spires du primaire, c’est-à-dire 50, on devrait alors n’y trouver que la moitié de la tension, c’est-à-dire 5 volts (voir figure 227).
En variant le rapport des spires entre l’enroulement primaire et le secondaire, on obtiendra de l’enroulement secondaire du transformateur, n’importe quelle valeur de tension.
Si on applique sur un enroulement primaire composé de 1100 spires, une tension de secteur 220 volts, on obtiendra un rapport spires/volts égal à:
1100 / 220 = 5 spires par volt
C’est pourquoi, si on voulait obtenir sur l’enroulement secondaire une tension de 12 volts, on devrait, en théorie, bobiner:
5 x 12 = 60 spires
Si, au contraire, on voulait obtenir sur le secondaire une tension de 35 volts, on devrait, en théorie, bobiner:
5 x 35 = 175 spires
Dans la pratique, pour compenser les pertes de transfert intervenues entre l’enroulement primaire et le secondaire, le nombre de spires par volt de l’enroulement secondaire doit être multiplié par 1,06. Donc, pour obtenir une tension de 12 volts, on ne devrait plus enrouler 60 spires, mais:
5 x 12 x 1,06 = 63,6 spires
Résultat que l’on peut facilement arrondir à 64 spires car cette 0,4 spire nous donnera 12,07 volts au lieu de 12,00 volts (voir figure 228), c’est-à-dire une différence dérisoire.
De même que pour obtenir une tension de 35 volts, on ne devra plus enrouler 175 spires, mais:
5 x 35 x 1,06 = 185,5 spires
Résultat que l’on peut arrondir à 185 ou bien à 186, car une demie spire ne détermine une différence, en plus ou en moins, que de 0,1 volt.
Remarque: En mesurant la tension d’un secondaire à vide, c’est-à-dire sans le relier à un circuit absorbant du courant électrique, on trouvera une tension légèrement supérieure à ce que l’on a calculé. Dès que l’on reliera cet enroulement à un circuit absorbant du courant, la tension tombera à la valeur nécessaire.
Les transformateurs sont généralement utilisés pour abaisser la tension du secteur 220 volts à des valeurs de 9, 12, 18, 24 ou 35 volts de façon à pouvoir alimenter des transistors, des circuits intégrés, des relais, des écrans, etc.
Un transformateur peut parfois être utilisé pour obtenir le résultat inverse, c’est-à-dire fournir au secondaire une tension supérieure à celle appliquée sur le primaire. Bien sur, dans ce cas aussi, il faut tenir compte des pertes de tension de transfert.
Imaginons, par exemple, que l’on veuille utiliser à l’envers, un transformateur normalement pourvu d’un primaire adapté à une tension secteur de 220 volts et capable de fournir une tension de 12 volts sur son secondaire.
En théorie, si on applique une tension alternative de 12 volts sur le secondaire, on devrait alors obtenir 220 volts sur l’enroulement primaire (voir figure 229).
En pratique, ce n’est pas possible en raison des pertes de transfert, la tension que l’on prélèvera sera donc seulement d’environ:
220 / 1,06 = 207 volts
Un transformateur peut aussi disposer de plusieurs secondaires capables de fournir des tensions différentes de façon à pouvoir satisfaire toutes les exigences d’un montage. On peut donc trouver dans le commerce des transformateurs équipés d’un primaire 220 volts et de plusieurs secondaires capables de fournir respectivement 12, 20, 50 volts, etc. (voir figure 230).
Les enroulements primaire et secondaire(s) d’un transformateur "abaisseur" de tension se reconnaissent facilement:
- l’enroulement primaire est formé de beaucoup de spires de fil fin et de ce fait a une meilleure résistance ohmique.
- le ou les secondaires sont formés de peu de spires de gros fil et donc ont une faible résistance ohmique.
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