Transformador
De Wikipédia, l'encyclopédie libre
Il se dénomme transformador à une machine électrique que permet augmenter ou diminuer la tension dans un circuit électrique de courant alterne, en maintenant la fréquence. La puissance qui encaisse à l'équipe, dans le cas d'un transformador idéal, ceci est, sans des pertes, il est égale à celle que s'obtient à la sortie. Les machines réelles présentent un petit pourcentage de pertes, en dépenant de sa création, taille, etc.
Les transformadores sont dispositifs basés sur le phénomène de l'induction électromagnétique et sont constitués, dans sa forme sa plus simple, par deux bobinas devanadas sur un noyau fermé de fer doux ou fer silicium. Les bobinas ou devanados se dénomment primaire et secondaire d'après ils correspondent à l'entrée ou sortie du système en question, respectivement. ils aussi existent transformadores avec plus devanados; dans ce cas, peut exister un devanado "terciario", de moindre tension que le secondaire.
Fonctionnement
thumb|Représentation esquemática du transformador. Si il s'applique une force electromotriz alterne en le devanado primaire, les variations d'intensité et sens du courant alterne créeront un champ magnétique variable en dépenant de la fréquence du courant. Ce champ magnétique variable causera, par induction électromagnétique, l'apparition d'une force electromotriz dans les bouts du devanado secondaire.
La relation entre la force electromotriz inductora (Ep), l'appliquée au devanado primaire et la force electromotriz induite (Est), l'obtenue en le secondaire, est directement proportionnel au nombre d'espiras des devanados primaire (Np) et secondaire (Ns) .
La raison de transformation (m) du voltage entre le bobinado primaire et le secondaire dépend des nombres de tours qu'il ait chacun. Si le nombre de tours du secondaire est le triple du primaire, en le secondaire y aura le triple de tension.
Cette particularité s'utilise dans le réseau de transport d'énergie électrique: au pouvoir effectuer le transport à des grandes tensions et des petites intensités, se diminuent les pertes par le effet Joule et se minimise le coût des conducteurs.
Ainsi, si le nombre d'espiras (tours) du secondaire est 100 fois majeure que le de le primaire, à l'appliquer une tension alterne de 230 voltios en le primaire, s'obtiennent 23.000 voltios en le secondaire (une relation 100 fois supérieure, comme l'est la relation d'espiras). À la relation entre le nombre de tours ou espiras du primaire et les du secondaire se lui appelle relation de tours du transformador ou relation de transformation.
Or, comme la puissance appliquée en le primaire, en cas d'un transformador idéal, doit être égal à l'obtenue en le secondaire, le produit de la force electromotriz par l'intensité (puissance) doit être soutenu, avec ce que dans le cas de l'exemple, si l'intensité circulante par le primaire est de 10 amperios, la de le secondaire sera de seul 0,1 amperios (une centième part).
Histoire
thumb|Transformador De noyau laminado en montrant le bord des laminaciones dans la part supérieure de l'unité.
Premiers pas: les expériences avec bobinas d'induction
Le phénomène d'induction électromagnétique dans lequel se base le fonctionnement du transformador a été découvert par Michael Faraday en 1831, se base fondamentalement en que n'importe quelle variation de flux magnétique que traverse un circuit fermé il génère un courant induit, et en que le courant induit seulement demeure tandis qu'il se produit le changement de flux magnétique.
La première "bobina d'induction" pour voir l'usage de large ils ont été inventées par le Rev. Nicholas ils Taisent College de Maynooth, l'Irlande en 1836, un des premiers chercheurs en se rendre compte de que cuantas plus espiras y a en le secondaire, en relation avec le bobinado primaire, plus grand est l'augmentation de la FEM.
Les scientifiques et chercheurs ont basé ses efforts en évoluer les bobinas d'induction pour obtenir majeurs voltages dans les batteries. Au lieu de courant alterne (communauté autonome), son action s'a basé sur un vibrant "do&break" mécanisme que régulièrement interrompu le flux du courant direct (DC) des pilas.
Entre le décennie de 1830 et le décennie de 1870, les efforts pour bâtir meilleurs bobinas d'induction, dans sa plupart par essai et erreur, a révélé lentement les principes basiques des transformadores. Un création pratique et efficace n'est pas apparu jusqu'au décennie de 1880, mais dedans d'un decenio, le transformador serait un papier décisif dans la “Guerre de Courantes”, et en que les systèmes de distribution de courant alterne triomphe sur ses homologues de courant continu, une position dominante qu'ils maintiennent dès lors.
En 1876, l'ingénieur russe Pavel Yablochkov a inventé un système d'illumination basé sur un ensemble de bobinas d'induction dans lequel le bobinado primaire se reliait à une source de courant alterne et les devanados secondaires pouvaient se relier à diverse “voiles électriques” (lumières d'arc), de sa propre création. Les bobinas utilisées dans le système se comportaient comme transformadores primitivos. La patente a allégué que le système pourrait, “fournir fourniture par séparé à divers points d'illumination avec des différentes intensités lumineuses originaires d'une seule source d'énergie électrique”.
En 1878, les ingénieurs de l'entreprise Ganz en Hongrie ont assigné part de ses ressources d'ingénierie pour la fabrication d'appareils d'illumination électrique pour l'Autriche et l'Hongrie.
En 1883, ils ont réalisé plus de cinquante installations pour dite fin. Ofrecián Un système qui figurait de deux lumières incandescentes et d'arc, générateurs et autres accessoires.
En 1882, Lucien Gaulard et John Dixon Gibbs ont exposé par première fois un dispositif avec un noyau de fer appelé "générateur secondaire" à Londres, il a après vendu l'idée de la compagnie Westinghouse des États-Unis.
Il A aussi été exposé à Turin, l'Italie en 1884, où a été adapté pour le système d'éclairage électrique.
La naissance du premier transformador
Entre 1884 et 1885, les ingénieurs hongrois Zipernowsky, Bláthy et Deri de la compagnie Ganz ont créé à Budapest le modèle “ZBD” de transformador de courant alterne, basé sur une création de Gaulard et Gibbs (Gaulard et Gibbs ont seulement dessiné un modèle de noyau ouvert). Ils ont découvert la formule mathématique des transformadores:
(Où Vs est le voltage en le secondaire et Ns est le numero d'espiras en le secondaire, Vp et Np se correspondent au primaire)
Sa sollicitude de patente a fait le premier usage du mot "transformador", un mot qui avait été frappée par Bláthy Ottó.
En 1885, George Westinghouse achète les patentes du ZBD et les de Gaulard et Gibbs. Il lui a confié à William Stanley la construction d'un transformador de type ZBD pour usage commercial.
Cette création s'a utilisé par première fois comercialmente en 1886.
Une autre information d'intérêt
Le premier système commercial de courant alterne avec des fins de distribution de l'énergie électrique qu'usait transformadores s'a mis en opération en 1886 en Great Barington, Massachussets, aux États-Unis de l'Amérique. Dans ce même an, l'électricité s'a transmis à 2000 voltios en courant alterne à une distance de 30 kilomètres, dans une ligne bâtie en Cerchi, l'Italie. À partir de cette petite application initiale, l'industrie électrique dans le monde, a parcouru en telle forme, que dans l'actualité est facteur de développement des villages, en faisant partie important dans cette industrie le transformador. L'appareil qu'ici se décrit il est une application, entre tellement, dérivée de l'initiale bobina de Ruhmkorff ou carrete de Ruhmkorff, que consistait à deux bobinas concéntricas. À une bobina, appel primaire, se lui appliquait un courant continu remontant à une batterie, conmutada par l'intermédiaire d'un ruptor mû par le magnetismo généré dans un noyau de fer central par la propre énergie de la batterie. Le champ magnétique ainsi créé variait au compás des interruptions, et en l'autre bobinado, appelé secondaire et avec beaucoup de plus espiras, s'induisait un courant de rare valeur mais avec une force électrique capable de sauter entre les pointes d'un chispómetro relié à ses bouts.
il aussi donne origine aux anciennes bobinas d'ignición de l'automobile Ford T, que possédait une par chaque bujía, comandadas par un distributeur que commandait le courant à travers chacune des bobinas dans la séquence correcte.
Types de transformadores
Selon ses applications
Transformador elevador/Réducteur de tension
Sont employés par des entreprises transportadoras électriques dans les sous-stations du réseau de transport d'énergie électrique, afin de diminuer les pertes par effet Joule. En raison de la résistance des conducteurs, convient véhiculer l'énergie électrique à des tensions élevées, ce que il cause le besoin de réduire à nouveau dites tensions pour les adapter aux d'utilisation.
Transformador D'isolement
Fournit isolement galvánico entre le primaire et le secondaire, de sorte que réussit une alimentation ou signal "flottant". Il a l'habitude d'avoir une relation 1:1. Il s'utilise principalement comme mesure de protection, en des équipes qu'ils travaillent directement avec la tension de réseau. Aussi pour coupler signaux originaires de capteurs lointains, en des équipes de electromedicina et là où se précisent des tensions flottantes entre soi.
Transformador D'alimentation
Peuvent avoir une ou diverse bobinas secondaires et fournissent les tensions nécessaires pour le fonctionnement de l'équipe. ils parfois incorporent fusibles qu'ils coupent son circuit primaire lorsque le transformador obtient une température excessive, en évitant que celui-ci se brûle, avec l'émission de fumées et gaz que comporte le risque d'incendie. Ces fusibles n'ont l'habitude de pas être reemplazables, de sorte qu'y a que substituer tout le transformador.
Transformador trifásico
Ont trois bobinados en son primaire et trois en son secondaire. Ils peuvent adopter forme d'étoile (Et) (avec fil de neutro ou ne) ou de triangle (Δ) et les combinaisons entre elles: Δ-Δ, Δ-Et, Et-Δ et Et-Et. Il y a qu'avoir en compte qu'encore avec des relations 1:1, au passer de Δ à Et ou vice versa, les tensions de ligne varient.
Transformador De pouls
Est un type spécial de transformador avec réponse très rapide (baisse autoinducción) destiné à fonctionner en régime de pouls. Et ademas une très versatile utilité en ce qui concerne le contrôle de tension 220
Transformador De ligne ou flyback
Est un cas particulier de transformador de pouls. Il s'emploie dans les téléviseurs avec TRC (CRT) pour générer la grande tension et le courant pour les bobinas de deflexión horizontal. il en plus a l'habitude de fournir autres tensions pour le tuyau (Foyer, filamento, etc). Outre posséder une réponse en fréquence plus grande que beaucoup de transformadores, a la caractéristique de maintenir différents niveaux de puissance de sortie en raison de ses différentes arreglos entre ses bobinados secondaires
Transformador Avec diodo divisé
Est un type de transformador de ligne qu'incorpore le diodo rectificador pour fournir la tension contínua de MAT directement au tuyau. Il s'appelle diodo divisé parce qu'est formé par divers diodos plus petits répartis par le bobinado et reliés en série, de sorte que chaque diodo seulement doit supporter une tension inverse relativement basse. La sortie du transformador va directement à l'ánodo du tuyau, sans diodo ni triplicador.
Transformador D'impedancia
Ce type de transformador s'emploie pour adapter antennes et lignes de transmission (cartes de réseau, téléphones...) Et il était indispensable en les amplificadores de soupapes pour adapter la grande impedancia des tuyaux à la baisse des haut-parleurs. Si il se place en le secondaire une impedancia de valeur Z, et appelons n à Ns/Np, comme Is=-Ip/n et Est=Ep.n, L'impedancia vue depuis le primaire sera Ep/Ip = -Est/n²Is = Z/n². Ainsi, nous avons réussi transformer une impedancia de valeur Z en une autre de Z/n². En plaçant le transformador à l'envers, ce que faisons il est élever l'impedancia dans un facteur n².
Estabilizador De tension
Est un type spécial de transformador dans lequel le noyau se sature lorsque la tension en le primaire excède sa valeur nominale. Alors, les variations de tension en le secondaire restent limitées. Il avait un labeur de protection des équipes face à des fluctuations du réseau. Ce type de transformador est tombé en desuso avec le développement des régulateurs de tension électroniques, en raison de son volume, poids, prix et basse efficacité énergétique.
Transformador híbrido Ou bobina híbrida
Est un transformador que fonctionne comme une híbrida. D'application dans les téléphones, cartes de réseau, etc.
Balun
Est très utilisé comme balun pour transformer lignes équilibrées en n'équilibrées et vice versa. La ligne s'équilibre en reliant à masse la prise intervient du secondaire du transformador.
Transformador Électronique
Ce composé par un circuit électronique qu'élève la fréquence du courant électrique que nourrit au transformador, de cette façon est possible réduire drásticamente sa taille. ils aussi peuvent faire partie de circuits plus complexes que maintiennent la tension de sortie dans une valeur prefijado sans importer la variation dans l'entrée, appelée source conmutada.
Transformador De fréquence variable
Sont petits transformadores de noyau de fer, que fonctionnent dans la bande d'audiofrecuencias. Ils s'utilisent souvent comme des dispositifs d'accouplement en des circuits électroniques pour des communications, mesures et contrôle.
Transformadores De mesure
Entre les transformadores avec des fins spéciales, les plus importants sont les transformadores de mesure pour installer instruments, compteurs et relés protectores en des circuits de grande tension ou d'élevé courant. Les transformadores de mesure isolent les circuits de mesure ou de relés, en permettant une majeure standardisation dans la construction de compteurs, instruments et relés.
Selon sa construction
thumb|Transformador De grain orienté
Autotransformador
Le primaire et le secondaire du transformador sont reliés en série, en constituant un bobinado unique. Il pèse moins et il est plus bon marché qu'un transformador et c'est pour cela que s'emploie habituellement pour convertir 220V à 125V et vice versa et dans autres applications similaires. Il a l'inconvénient de ne fournir isolement galvánico entre le primaire et le secondaire.
Transformador toroidal
thumb|Petit transformador avec noyau toroidal. Le bobinado consiste à un anneau, normalement de composés artificiels de ferrita, sur celui qui se bobinan le primaire et le secondaire. Ils sont plus voluminosos, mais le flux magnétique reste confinado dans le noyau, en ayant flux de dispersion très réduites et basses pertes par des courants de Foucault.
Transformador De grain orienté
Le noyau est formé par une tôle de fer de grain orienté, enrollada sur soi même, toujours dans le même sens, au lieu des tranches de fer doux séparées habituels. Il présente des pertes très réduites mais il est cher. La tôle de fer de grain orienté peut être aussi utilisée en transformadores orientés (tôle en Et), en réduisant ses perdues.
Transformador De noyau d'air
En des applications de grande fréquence s'emploient bobinados sur un carrete sans noyau ou avec un petit cilindro de ferrita que s'introduit plus ou moins en le carrete, pour ajuster son inductancia.
Transformador De noyau envolvente
Sont pourvus de noyaus de ferrita divisés en deux moitiés que, comme une coquille, enveloppent les bobinados. Ils évitent les flux de dispersion.
Transformador piezoeléctrico
Pour certaines applications sont apparus dans le marché transformadores que ne sont pas basés sur le flux magnétique pour véhiculer l'énergie entre le primaire et le secondaire, mais que s'emploient des vibrations mécaniciennes dans une vitre piezoeléctrico. Ils ont l'avantage d'être très plats et fonctionner bien à des fréquences élevées. Ils s'usent en quelques convertidores de tension pour nourrir les fluorescents du backlight d'ordinateurs portables.
Voyez-vous aussi
Tu raccordes externes
Wikimedia Commons Héberge contenu multimédia sur Transformadores.Commons- Compte rendu de la théorie des transformadores de puissance de l'Université de la Cantabrie (l'Espagne)
- Mesure de la résistance de bobinados en Transformadores Article didáctico
Donne:Transformatorle:Μετασχηματιστήςai:שנאיallez:Transformatorson:Trafoj'ai vu:Máy biến thế
