Quel dispositif couple magnétiquement des tensions CA entre circuits ? Le transformateur
Le dispositif est un transformateur. Il transfère l'énergie CA entre deux (ou plusieurs) circuits via un champ magnétique partagé, sans connexion électrique directe (isolement galvanique).
Principe de fonctionnement
- Enroulement primaire : Entrée CA crée un flux magnétique variable (\(\Phi\)) dans le noyau.
- Couplage magnétique : Le noyau (acier laminé, ferrite, ou air) guide le flux vers l'enroulement secondaire.
- Enroulement secondaire : Le flux variable induit une tension CA selon la loi de Faraday : \(V_s = -N_s \frac{d\Phi}{dt}\).
- Rapport de spires : \(\frac{V_s}{V_p} = \frac{N_s}{N_p}\) (idéal). Élévateur (\(N_s > N_p\)) ou abaisseur (\(N_s < N_p\)).
Pourquoi CA seulement ?
Un courant continu (CC) produit un flux constant → \(\frac{d\Phi}{dt} = 0\) → pas de tension induite. Les transformateurs nécessitent un flux variable, donc CA ou CC pulsé.
Types principaux
- Transformateurs de puissance : Distribution réseau (kV–MV), isolement, autotransformateurs.
- Transformateurs de signal/impulsion : Adaptation d'impédance, Ethernet (PoE), drivers de grille.
- Transformateurs de courant/tension (TC/TV) : Instrumentation & protection.
- Transformateurs RF/Baluns : Transformation d'impédance, conversion symétrique-asymétrique.
- Transformateurs résonnants : Bobines Tesla, convertisseurs LLC.
Spécifications clés
- Rapport de spires / rapport de tension
- Puissance nominale (VA/kVA)
- Gamme de fréquence
- Régulation, rendement, élévation de température
- Tension d'isolement (Hi-pot)