Qu’est-ce qu’un transformateur monophasé ?
Un transformateur monophasé est un dispositif électrique statique permettant de modifier les niveaux de tension d’un courant alternatif tout en conservant la même fréquence. Sa structure comprend un noyau magnétique en fer sur lequel sont enroulées deux bobines de cuivre, l’une primaire et l’autre secondaire, fonctionnant sous une alimentation monophasée.
Le transformateur monophasé se distingue par sa capacité à adapter la tension électrique pour des applications spécifiques, notamment dans le domaine domestique où il convertit la haute tension en tension utilisable par les appareils électroménagers. Son fonctionnement repose sur le principe d’induction électromagnétique, permettant un transfert d’énergie efficace entre les enroulements primaire et secondaire grâce au couplage magnétique assuré par le noyau ferromagnétique.
Il sert ainsi à adapter la tension électrique aux besoins des équipements. Par exemple, il peut réduire la tension du réseau électrique de 400V à 230V pour alimenter des appareils électroménagers. Cela permet aux consommateurs d’utiliser des appareils domestiques, comme des électroménagers, sans modifier la fréquence. En outre, il peut également la convertir en très basse tension (12V ou 24V) pour des systèmes de commande et de contrôle.
Il permet ainsi de respecter le matériel utilisé. Pour cela, le transformateur embarque un noyau et deux bobines de fils de cuivre. Plus de détails sur le fonctionnement d’un transformateur monophasé dans cet article.
Quel est le rôle d’un transformateur monophasé ?
Le transformateur change l’amplitude de la tension. Il ne modifie pas la fréquence. Cela permet de transporter l’électricité sur de longues distances. On élève la tension, puis on la réduit à un niveau utilisable pour la consommation.
Principe de fonctionnement électrique
Un transformateur monophasé fonctionne grâce à l’induction électromagnétique. Voici le processus :
- Alimentation : Le transformateur est alimenté par une tension alternative (et non continue). Si on alimente la bobine avec une tension continue, elle agit comme un fil. Cela pourrait endommager le transformateur.
- Champ magnétique : La bobine primaire (N1) crée un champ magnétique variable qui engendre une force électromotrice (E1) dans la bobine primaire. Ce champ magnétique variable génère également un flux magnétique variable.
- Induction dans la bobine secondaire : Le flux magnétique change dans la bobine secondaire (N2). Cela crée une force électromotrice E2, qui induit un courant alternatif dans cette bobine.
En résumé, le transformateur transforme l’énergie électrique d’une amplitude différente, tout en maintenant la même fréquence. La tension V2 à la sortie peut être inférieure, égale ou supérieure à la tension V1 à l’entrée. Cela dépend du rapport des spires entre les bobines primaire et secondaire.
Les différents types et leur puissance
On distingue trois types de transformateurs :
- Transformateur élévateur : Il augmente la tension.
- Transformateur abaisseur : Il diminue la tension.
- Transformateur isolateur : Il sert à isoler les circuits tout en permettant le transfert d’énergie.
La puissance nominale des transformateurs monophasés varie selon l’application : de 100 VA à 5 kVA pour les usages domestiques (appareils électroménagers, éclairage), de 5 à 50 kVA pour les installations commerciales, et plus de 50 kVA pour l’industrie lourde.
Les modèles de moyenne puissance intègrent des tôles d’acier magnétiques spéciales pour optimiser leur rendement. Pour les grandes puissances, la conception met l’accent sur l’induction mutuelle et la gestion thermique, assurant un fonctionnement optimal en charge continue.
Pour plus de détails consultez : Les transformateurs électriques : rôles, types et fonctionnement
Du monophasé au triphasé : différences
La configuration des transformateurs triphasés présente des caractéristiques distinctives par rapport aux transformateurs monophasés. L’enroulement primaire dans un système triphasé se compose de trois bobines, chacune décalée de 120 degrés selon le principe de la loi de Faraday.
Cette architecture génère une haute impédance entre phases, assurant une meilleure stabilité du réseau électrique. La mise en place des bobinages en triangle ou en étoile offre une flexibilité accrue pour adapter les tensions selon les besoins spécifiques des installations industrielles.
Un transformateur triphasé utilise plus efficacement le noyau magnétique qu’un assemblage de trois transformateurs monophasés distincts, réduisant ainsi les pertes magnétiques et optimisant le rendement global du système de transformation.
Applications et usages courants des transformateurs monophasé
Les transformateurs monophasés trouvent leur place dans de nombreux secteurs d’activité. Dans les maisons, ces appareils fournissent de l’énergie à des équipements comme les réfrigérateurs, les télévisions et les systèmes de chauffage. Leur taille et leur facilité d’utilisation les rendent essentiels pour convertir la tension.
Les transformateurs sont aussi utilisés dans l’industrie pour nourrir les machines-outils et les systèmes de contrôle. La gamme Seniadz offre des modèles qui s’adaptent aux besoins de chaque installation. Les tensions de sortie sont ajustables selon les équipements.
Les applications de sécurité représentent un autre domaine d’utilisation majeur. Les transformateurs monophasés créent des tensions de sécurité. Ils isolent les circuits pour protéger les utilisateurs et les équipements sensibles.
