Transformateurs et autotransformateurs - quelle est la différence et la fonctionnalité

Divers équipements électriques et réseaux électriques modernes dans leur ensemble utilisent principalement le courant alternatif pour leur travail. Le courant alternatif alimente les moteurs, les fours à induction, les machines-outils, les ordinateurs, les radiateurs, les radiateurs électriques, les appareils d'éclairage, les appareils électroménagers.

Il est impossible de surestimer l'importance de la climatisation pour le monde moderne. Cependant, la haute tension est utilisée pour transmettre l'énergie électrique sur de longues distances. Et la technique nécessite une basse tension pour son alimentation - 110, 220 ou 380 volts.

Par conséquent, après avoir transmis à distance, la tension doit être réduite. L'abaissement est effectué par étapes à l'aide de transformateurs et d'autotransformateurs.

En général, les transformateurs montent et descendent. Des transformateurs élévateurs sont installés dans les centrales électriques, où ils augmentent la tension alternative reçue du générateur à des centaines de milliers et même un million de volts, adaptés à la transmission sur de longues distances avec une perte d'énergie minimale. Et puis cette haute tension est à nouveau réduite à l'aide de transformateurs.

Un transformateur de puissance ou de réseau conventionnel est une unité électromagnétique dont le but est de changer la valeur effective de la tension alternative fournie à son enroulement primaire. Le transformateur canonique a plusieurs enroulements, mais au moins deux - primaire et secondaire.

Les spires de tous les enroulements du transformateur encerclent un noyau magnétique commun - noyau. Une tension est appliquée à l'enroulement primaire, dont la valeur doit être modifiée, un consommateur ou un réseau avec des prises, à partir duquel de nombreux consommateurs seront alimentés, est connecté à l'enroulement secondaire (secondaire) (enroulements).

Plus d'informations sur le transformateur d'appareil voir ici:Comment le transformateur est-il disposé et fonctionne-t-il, quelles caractéristiques sont prises en compte pendant le fonctionnement

Le fonctionnement du transformateur est basé sur la loi de l'induction électromagnétique de Faraday. Lorsqu'un courant alternatif traverse les spires de l'enroulement primaire, un champ électromagnétique alternatif d'un courant donné agit dans l'espace à l'intérieur de l'enroulement (principalement).

Ce champ magnétique alternatif est capable d'induire une induction EMF dans l'enroulement secondaire, qui couvre l'espace d'action du flux magnétique de l'enroulement primaire. Dans un transformateur conventionnel, les enroulements primaires sont isolés galvaniquement du primaire.

Dans un autotransformateur, une partie des spires de l'enroulement primaire est utilisée comme secondaire. Il est conseillé d'utiliser des autotransformateurs lorsque la tension doit être réduite légèrement, pas parfois, comme le font les transformateurs conventionnels, mais par exemple 0,7 fois.

Ainsi, la principale différence entre un transformateur et un autotransformateur est que dans un transformateur conventionnel, les enroulements sont électriquement isolés les uns des autres, et les enroulements de l'autotransformateur ont des spires communes et sont donc toujours connectés galvaniquement. Avec un transformateur, chaque enroulement a au moins deux bornes propres; avec un autotransformateur, une borne sera toujours commune aux enroulements primaire et secondaire.

Les autotransformateurs sont largement utilisés dans les réseaux avec des tensions supérieures à 100 kV, car avec une réduction de tension progressive, lorsqu'il est clair que les enroulements du transformateur final seront isolés galvaniquement, l'absence d'isolation galvanique au niveau de l'autotransformateur n'est pas critique.

Mais d'un point de vue économique, les autotransformateurs sont beaucoup plus rentables que les ordinaires. Ils ont moins de pertes dans les enroulements en raison de moins de cuivre dans les fils que les transformateurs conventionnels de puissance similaire.

La taille de l'autotransformateur à la même puissance est plus petite - moins de coûts de matériel et de noyau. Les autotransformateurs ont une efficacité plus élevée, car seule une partie du flux magnétique est soumise à conversion. Et en général, le coût d'un autotransformateur est plus faible.

Les inconvénients de l'autotransformateur, contrairement à l'habituel, incluent le manque d'isolement galvanique entre les circuits primaire et secondaire. Si l'isolation est cassée pour une raison quelconque, l'enroulement basse tension sera sous haute tension. Par conséquent, les autotransformateurs ne sont généralement pas utilisés dans la vie quotidienne afin de ne pas exposer la personne moyenne au danger de choc électrique.

À des tensions allant jusqu'à 1000 volts, les autotransformateurs sont utilisés pour réguler la tension sous la forme d'appareils de laboratoire - autotransformateurs de laboratoire (LATR) et dans le cadre de stabilisateurs électromécaniques de tension (voir - Stabilisateurs de tension de réseau 220 V - comparaison de différents types, avantages et inconvénients)