Michael Faraday effectue certaines des premières expériences sur les transformateurs dans le début des années 1800. Composé de deux bobines de fil enroulé autour d'un morceau de fer commun, le transformateur ne semble pas faire beaucoup --- vous entrée en courant alternatif (AC) et obtenir AC out --- mais entre autres choses, elle stimule ou réduit la tension efficace. Cette capacité seule en fait un élément essentiel du système de distribution électrique, à la fois à l'extérieur et à l'intérieur de la maison.
La description
Un transformateur est un appareil électrique avec deux bornes d'entrée et deux bornes de sortie. Les entrées et sorties relient chacune à des bobines de fil de cuivre isolé. Les vents de fil autour d'une pièce formée de fer, appelé le noyau. Les ingénieurs appellent les bobines d'entrée et de sortie primaire et secondaire, respectivement. Les transformateurs varient en taille de peine un centimètre à quelques mètres. Le transformateur fonctionne en courant alternatif seulement. Les transformateurs à haute tension sont situés dans un récipient métallique scellé et immergé dans de l'huile spéciale. L'huile refroidit le transformateur et empêche les étincelles à haute tension.
Formule
Les transformateurs peuvent augmenter ou diminuer la tension du courant alternatif. Ils suivent une proportion simple:
(Vi / Vo) = (Ni / No)
Où Vi est la tension d'entrée du transformateur, Vo est la tension de sortie, Ni est le nombre de spires de fil sur la bobine d'entrée et n sont les spires de la bobine de sortie. Par exemple, si la bobine d'entrée comporte 1000 spires de fil et la sortie a 500 tours, cela signifie que le transformateur réduit la tension d'entrée de moitié.
Step-Up
Quand un transformateur a plus de spires de fil dans sa bobine secondaire que son primaire, il est appelé un transformateur élévateur. La tension sortant du transformateur est supérieure à la tension venant. Concepteurs électriques utilisent des transformateurs élévateurs principalement pour les applications de production d'énergie. D'autres utilisations incluent des onduleurs et des alimentations à haute tension.
Abaisseur
transformateurs abaisseurs de réduire la tension d'entrée. puissance à haute tension provenant de fils principaux du réseau électrique doit être réduite pour le rendre plus sûr pour un usage domestique. Une série de transformateurs réduit progressivement la tension de milliers de volts vers le familier de 110 volts AC que vous avez dans votre maison. Des appareils tels que les chargeurs de téléphones cellulaires ont un autre petit transformateur abaisseur qui réduit encore plus la tension de 110 à quelques volts.
Isolement
En plus d'augmenter ou de réduire la tension, les transformateurs éliminent le courant continu (DC) et certains types de bruit électrique de la puissance d'entrée. Ceux-ci sont appelés des transformateurs d'isolement. Leur rapport d'enroulement est typiquement de 1: 1, de sorte qu'ils ne changent pas la tension de la ligne; ils font le nettoyeur de puissance. Les techniciens utilisent des transformateurs d'isolement pour alimenter l'électronique sensible ou réduire les risques de chocs électriques.