Les dispositifs statiques électromagnétiques sont utilisés pour créer et appliquer un champ magnétique. Il existe de nombreux cas pour lesquels un transformateur est nécessaire dans les circuits électroniques, électriques et l'ingénierie radio. Le dispositif est équipé d'enroulements inductifs interconnectés sur un noyau magnétique. Le réseau contribue à l'émergence d'un champ alternatif, et le transformateur, utilisant l'induction électromagnétique, donne les valeurs constantes actuelles sans changer la fréquence.
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Définition et objectif
Pour alimenter les appareils, des tensions de caractéristiques diverses sont nécessaires. Un transformateur est une conception pour utiliser le travail inductif d'un champ magnétique. Des bobines de ruban ou de fil, unies par un flux commun, abaissent ou augmentent la tension. Le téléviseur utilise 5 V pour faire fonctionner les transistors et les microcircuits, la puissance du kinéscope nécessite plusieurs kilovolts lors de l'utilisation d'un générateur en cascade.
Les enroulements isolés sont situés sur un noyau en matériau spontanément magnétisé avec une certaine valeur de tension. Les unités plus anciennes utilisaient la fréquence du réseau existant, autour de 60 Hz. Dans les circuits d'alimentation modernes pour appareils électriques, des transformateurs d'impulsions à haute fréquence sont utilisés. La tension alternative est redressée et convertie au moyen d'un générateur en une valeur avec des paramètres spécifiés.
La tension est stabilisée grâce à l'unité de contrôle avec modulation de largeur d'impulsion. Des rafales haute fréquence sont transmises au transformateur, des performances stables sont obtenues à la sortie. La massivité et la lourdeur des appareils des années passées sont remplacées par la légèreté et la petite taille. Les indicateurs linéaires de l'unité sont proportionnels à la puissance dans un rapport de 1: 4; pour réduire les dimensions de l'appareil, la fréquence du courant augmente.
Des dispositifs massifs sont utilisés dans les circuits d'alimentation s'il est nécessaire de créer un niveau minimum de dispersion des interférences haute fréquence, par exemple, lors de la fourniture d'un son de haute qualité.
Appareil et principe de fonctionnement
Le fabricant choisit les règles de base pour le fonctionnement de l'unité, mais cela n'affecte pas la fiabilité du fonctionnement. Les concepts diffèrent dans le processus de fabrication. Le principe de fonctionnement du transformateur repose sur deux dispositions :
- le mouvement changeant des porteurs de charge directionnels crée un champ de force magnétique alternatif ;
- l'effet sur le flux de puissance transmis à travers la bobine produit une force électromotrice et une induction.
L'appareil se compose des pièces suivantes :
- circuit magnétique (noyau);
- bobine ou enroulement ;
- base pour l'emplacement des virages;
- matériau isolant;
- système de refroidissement;
- autres éléments de fixation, d'accès, de protection.
Le fonctionnement du transformateur est effectué en fonction du type de construction et de la combinaison du noyau et des enroulements.Dans le type tige, le conducteur est enfermé dans des enroulements, il est difficile de le voir. Les spires de la spirale sont visibles, le haut et le bas du noyau sont visibles, l'axe est vertical. Le matériau dont est constituée la bobine doit bien conduire l'électricité.
Dans les produits blindés, la tige cache la plupart des tours, elle est placée horizontalement ou verticalement. La conception toroïdale des transformateurs prévoit l'emplacement de deux enroulements indépendants sur le circuit magnétique sans connexion électrique entre eux.
Système magnétique
Il est fait d'acier de transformateur allié, de ferrite, de permalloy tout en conservant la forme géométrique pour produire le champ magnétique de l'unité. Le conducteur est construit à partir de plaques, de rubans, de fers à cheval, il est fabriqué sur une presse. La partie sur laquelle se trouve l'enroulement s'appelle la tige. Une culasse est un élément sans spires qui complète le circuit.
Le principe de fonctionnement du transformateur dépend de la disposition des racks, ce qui se produit :
- plat - les axes des culasses et des noyaux sont dans le même plan;
- les éléments spatiaux - longitudinaux sont disposés sur différentes surfaces;
- symétrique - les conducteurs de même forme, taille et conception sont situés sur toutes les culasses de la même manière que les autres ;
- asymétrique - les racks individuels diffèrent par leur apparence, leurs dimensions et sont placés dans des positions différentes.
Si l'on suppose qu'un courant continu traverse l'enroulement, appelé primaire, le fil magnétique est ouvert. Dans d'autres cas, le noyau est fermé, il sert à fermer les lignes électriques.
enroulements
Ils sont réalisés sous la forme d'un ensemble de spires disposées sur des conducteurs carrés.La forme est utilisée pour travailler efficacement et augmenter le facteur de remplissage dans la fenêtre du circuit magnétique. S'il est nécessaire d'augmenter la section transversale du noyau, il est réalisé sous la forme de deux éléments parallèles afin de réduire l'apparition de courants de Foucault. Chacun de ces conducteurs est appelé résidentiel.
La tige est enveloppée de papier, recouverte de vernis émail. Parfois deux conducteurs disposés en parallèle sont enfermés dans une isolation commune, l'ensemble s'appelle un câble. Les enroulements se distinguent par leur objectif:
- les principaux - un courant alternatif leur est fourni, un courant électrique converti sort;
- régulation - ils fournissent des prises pour la transformation de tension à faible intensité de courant;
- auxiliaire - servent à alimenter leur réseau avec une puissance inférieure à la valeur nominale du transformateur et à polariser le circuit en courant continu.
Méthodes d'emballage :
- enroulement ordinaire - les tours sont effectués dans le sens de l'axe sur toute la longueur du conducteur, les tours suivants sont enroulés étroitement, sans espace;
- enroulement à vis - emballage multicouche avec des espaces entre les anneaux ou des éléments adjacents approchants;
- enroulement de disque - une rangée en spirale est effectuée séquentiellement, dans un cercle, l'enroulement est effectué dans un ordre radial dans les directions intérieure et extérieure;
- la spirale de feuille est placée à partir d'une feuille large d'aluminium et de cuivre, dont l'épaisseur varie entre 0,1 et 2 mm.
Conventions
Pour faciliter la lecture du schéma du transformateur, il existe des signes spéciaux. Le noyau est dessiné avec un trait épais, le chiffre 1 indique l'enroulement primaire, les spires secondaires sont indiquées par les chiffres 2 et 3.
Dans certains schémas, la ligne centrale a une épaisseur similaire à la ligne des demi-cercles d'emballage. La désignation du matériau de la tige est différente :
- un circuit magnétique en ferrite est dessiné en trait épais ;
- un noyau en acier avec un entrefer magnétique est dessiné avec une ligne fine avec un entrefer au milieu;
- l'axe du diélectrique aimanté est indiqué par un trait pointillé fin ;
- la tige de cuivre a l'apparence d'une ligne étroite dans le schéma avec le symbole du matériau selon le tableau périodique.
Des points en gras sont utilisés pour mettre en évidence la sortie de la bobine, la désignation d'induction instantanée est la même. Utilisé pour indiquer les unités intermédiaires dans les générateurs en cascade pour indiquer l'antiphase. Mettez des points si vous souhaitez régler la polarité lors du montage et le sens des enroulements. Le nombre de spires dans l'enroulement primaire est déterminé conditionnellement, tout comme le nombre de demi-cercles n'est pas normalisé, il y a proportionnalité, mais elle n'est pas strictement respectée.
Caractéristiques principales
Le mode veille est utilisé lorsque le circuit secondaire du transformateur est ouvert, il n'y a pas de tension. Le courant traverse l'enroulement primaire, une magnétisation réactive se produit. Avec l'aide du travail inactif, l'efficacité, le taux de transformation et la perte dans le noyau sont déterminés.
Le fonctionnement en charge signifie connecter la source d'alimentation au circuit primaire, où circule le courant total de fonctionnement et de ralenti. La charge est connectée au circuit secondaire du transformateur. Ce mode est courant.
La phase de court-circuit se produit si la résistance de la bobine secondaire est la seule charge. Dans ce mode, les pertes de chauffage de la bobine dans le circuit sont déterminées.Les paramètres du transformateur sont pris en compte dans le système de substitution d'appareils en définissant la résistance.
Le rapport entre la puissance consommée et la puissance de sortie détermine l'efficacité du transformateur.
Champ d'application
Les appareils électroménagers sont en contact avec la terre via un fil neutre. Le contact simultané par le consommateur de courant de la phase et du circuit neutre entraîne la fermeture du circuit et des blessures. La connexion via un transformateur d'isolement vous permet de protéger une personne, car l'enroulement secondaire n'entre pas en contact avec le sol.
Les unités d'impulsions sont utilisées dans la transmission d'une poussée rectangulaire et la transformation de signaux courts sous charge. En sortie, la polarité et l'amplitude du courant changent, mais la tension reste inchangée.
L'équipement de mesure CC est un amplificateur magnétique. Le mouvement directionnel des électrons de faible puissance aide à modifier la tension alternative. Le redresseur fournit une énergie constante et dépend des valeurs électriques d'entrée.
Les unités de puissance sont largement utilisées dans les petits générateurs de courant, la puissance, les indicateurs dans les moteurs diesel sont moyens. Les transformateurs sont montés en série avec la charge, l'appareil est relié à la source par l'enroulement primaire, le circuit secondaire produit l'énergie convertie. La valeur du courant de sortie est directement proportionnelle à la charge. Un équipement à 3 barres magnétiques est utilisé si le générateur est à courant triphasé.
Les unités inverseuses ont des transistors de même conductivité et n'amplifient qu'une partie du signal à la sortie. Pour une conversion de tension complète, une impulsion est appliquée aux deux transistors.
L'équipement d'adaptation est utilisé pour se connecter à des appareils électroniques à haute résistance à l'entrée et à la sortie de la charge avec un faible taux de transmission d'électricité. Les unités sont utiles dans les lignes à haute fréquence où la différence d'amplitude entraîne des pertes d'énergie.
Types de transformateurs
La classification des transformateurs dépend de la valeur nominale du courant dans les circuits primaire et secondaire. Chez les espèces communes, l'indicateur est compris entre 1 et 5 A.
L'unité de séparation ne prévoit pas la connexion des deux spirales. L'équipement fournit une isolation galvanique, c'est-à-dire la transmission d'une impulsion sans contact. Sans elle, le courant circulant entre les circuits n'est limité que par la résistance, qui n'est pas prise en compte en raison de sa faible valeur.
Le transformateur d'adaptation garantit que les différentes valeurs de résistance sont adaptées pour minimiser la distorsion de la forme d'onde de sortie. Sert à l'organisation de l'isolation galvanique.
Avant de découvrir ce que sont les transformateurs de puissance, ils notent qu'ils sont produits pour fonctionner avec des réseaux de forte puissance. Les dispositifs à courant alternatif modifient les performances énergétiques des installations de réception et fonctionnent dans des lieux à grande capacité et taux de variation de l'électricité.
Un transformateur rotatif ne doit pas être confondu avec un équipement rotatif, une machine permettant de convertir l'angle de rotation en tension de circuit, où le rendement dépend de la vitesse de rotation. L'appareil transmet une impulsion électrique aux parties mobiles de l'équipement, par exemple à la tête d'un magnétoscope. Double noyau avec enroulements séparés, dont l'un tourne autour de l'autre.
L'unité d'huile utilise le refroidissement de la bobine avec de l'huile spéciale pour transformateur.Ils ont un circuit fermé. Contrairement aux espèces aériennes, elles peuvent interagir avec des réseaux de grande puissance.
Transformateurs de soudage pour optimiser les performances des équipements, réduire la tension et générer un courant haute fréquence. Cela est dû à une modification de la réactance inductive ou des performances au ralenti. La régulation par étapes est réalisée par la disposition de l'enroulement électrique sur les conducteurs.
