3/ Les transformateurs
La production
d’énergie électrique est une chose. Encore faut il qu’elle soit utilisée, et
donc transportée jusqu’au foyers et usines. Or, il ne faut pas perdre de cette
énergie électrique. Malheureusement, l’effet Joule qui est proportionnel avec
la résistance est l’ennemi des agents d’EDF. La tension produite à la sortie de
l’alternateur est de 250V, mais l’intensité est très importante. La résistance
donnée d’après la loi d’Ohm U=RI, il faut que l’intensité soit la plus faible
possible et donc la tension la plus forte, pour qu’il y ait le moins de
résistance au passage du courant, donc moins d’échauffement du à l’effet joule
et donc moins de perte d’énergie. Des systèmes permettent donc de réduire
l’intensité en augmentant la tension. C’est pour cela que le courant circule
dans les grandes lignes à 750 000V.
Un transformateur
électrique est un convertisseur qui permet de modifier les valeurs de la
tension et de l'intensité du courant délivrées par une source d'énergie
électrique alternative en un système de tension et de courant de valeurs
différentes mais de même fréquence et de même forme. Il effectue cette
transformation avec un excellent rendement. Il est analogue à un engrenage en
mécanique (le couple sur chacune des roues dentées étant l'analogue de la
tension et la vitesse de rotation étant l'analogue du courant). L'énergie est
transférée du primaire au secondaire par l'intermédiaire du circuit magnétique
que constitue la carcasse du transformateur. Le
transformateur est constitué de deux parties essentielles, le circuit
magnétique et les enroulements.
Le rapport du nombre de
spires primaires et secondaires
détermine totalement le rapport de transformation du transformateur.
- Exemple: Un transformateur
dont le primaire comporte 230 spires alimenté par une tension
sinusoïdale de 230 V de tension efficace, le secondaire qui
comporte 12 spires présentera à ses bornes une tension sinusoïdale
dont la valeur efficace sera égale à 12 V.
Comme on néglige
les pertes, la puissance est transmise intégralement, c'est pourquoi
l'intensité du courant dans le secondaire sera dans le rapport inverse soit
près de 19 fois plus importante que celle circulant dans le primaire.
· Inversement,
Un transformateur dont le primaire comporte 10 spires alimenté par une
tension sinusoïdale de 230 V de tension efficace et de 100A d’intensité, le secondaire qui
comporte 500 spires présentera à ses bornes une tension sinusoïdale dont
la tension efficace sera égale à 11 500V et son intensité sera de 2A.
Ainsi il est
possible grâce aux transformateurs de réduire l’intensité et d’augmenter la
tension pour minimiser les pertes par effet Joule durant le transport jusqu’à
la charge (un foyer par exemple).
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