Transformateur électrique : comment fonctionne-t-il et à quoi sert-il ?

Le transformateur électrique est l’un des principaux acteurs du réseau, garantissant son alimentation et son efficacité

Le réseau électrique est un enchevêtrement complexe d’éléments qui interagissent les uns avec les autres pour assurer que l’énergie se déplace d’un point à un autre de manière stable et sûre, garantissant que nous, les utilisateurs, soyons approvisionnés à tout moment. Cette disponibilité est quelque chose que nous tenons pour acquis, mais elle reste une avancée technologique qui est le fruit d’innombrables années de recherche et développement appliquées à tous ces éléments. C’est pourquoi nous souhaitons aujourd’hui nous concentrer sur le fonctionnement et la fonction de l’une de ces pièces clés : le transformateur électrique, ou trafo.

Avant d’entrer dans le détail du fonctionnement et de l’utilisation réels de cet élément du réseau électrique, il peut être nécessaire d’expliquer pourquoi l’électricité doit être transformée. La raison est que l’énergie générée par les centrales est produite à basse ou moyenne tension, selon la source, ce qui rend nécessaire de l’élever à haute tension pour assurer son transport efficace à travers le réseau électrique, minimisant ainsi les pertes dans le transport d’énergie. C’est à ce stade qu’entre en jeu notre protagoniste d’aujourd’hui, qui évite ces pertes d’énergie.

C’est-à-dire que le transformateur est le principal « coupable » qui pourrait réaliser, avec succès, le transport d’énergie électrique sur de longues distances de manière pratique et économique,

Pour ce faire, le transformateur fait varier différentes grandeurs du courant alternatif telles que la tension ou l’intensité, en maintenant la fréquence et pratiquement toute la puissance à tout moment ; quelque chose dans lequel les termes d’efficacité sont atteints dans une fourchette comprise entre 96% et 97%. Grâce aux principes de l’induction électromagnétique, l’énergie circule d’un circuit électrique à un autre sans changer de fréquence, améliorant ainsi la sécurité et l’efficacité des systèmes électriques tout au long du processus de transport.

Ainsi, nous pouvons identifier différentes utilisations du transformateur :

• Faire varier le niveau de tension dans un circuit vers le haut ou vers le bas.
• Ajuster la tension de génération pour la transmission et la distribution.
• Isoler deux circuits électriques différents, en plus d’empêcher le passage du courant continu entre eux.

Quels éléments composent un transformateur électrique ?

Pour réaliser toutes ces fonctions, les transformateurs disposent de différents éléments ayant leurs propres tâches. Voyons les principaux.

• Noyau : il s’agit d’une série de feuilles magnétiques qui servent également de support au montage d’autres éléments, pour la conduction de flux magnétique.
• Enroulement : est le fil ou la bande (en cuivre ou en aluminium) enroulé sous forme de bobines (deux, une haute tension et une basse tension) et qui sert de conducteur d’électricité d’un point à un autre autour du noyau. 
• Isolants : sont les matériaux qui assurent la mise à la terre entre les différents éléments du transformateur et leurs tensions. On utilise généralement un système de couches de papier immergées dans de l’huile minérale ou végétale.
• Boîtier : Il s’agit de la structure en tôle qui constitue l’extérieur du transformateur et qui sert de contenant et de protection à tous les éléments.
• Unité de contrôle et de capteurs : Il s’agit d’un élément présent dans les transformateurs dotés d’équipements technologiques plus avancés, tels que le transforma.smart, qui permet la collecte de données sur le fonctionnement du réseau et du transformateur lui-même, ainsi que le contrôle numérique de l’appareil lui-même.

Comment fonctionne un transformateur ?

Malgré le défi technologique que représente la conception des transformateurs, leur fonctionnement est relativement simple par rapport aux autres éléments d’appareillage électrique ; et son succès réside dans sa simplicité.

Le transformateur électrique couple deux circuits électriques différents via un circuit commun (circuit magnétique), en appliquant les principes de l’induction électromagnétique.

C’est-à-dire qu’un transformateur utilisera les deux enroulements (enroulements) pour générer un double circuit relié par une liaison magnétique commune (le noyau).

Le courant circulant dans l’enroulement haute tension génère un flux magnétique qui traverse le noyau et induit un courant et une tension différents dans l’enroulement basse tension, maintenant la fréquence. Le rapport de tension des deux enroulements (haute et basse tension) est proportionnel au nombre de spires de chacun d’eux.

Quels types de transformateurs existe-t-il ?

En fonction de leurs fonctions, du type de système électrique, des lieux d’installation et de la typologie de construction, nous pouvons distinguer plusieurs types de transformateurs. Français Voyons donc quels sont les principaux types par catégorie.

Transformateurs électriques par type de système électrique

• Monophasé : le système de distribution électrique est réalisé par un seul conducteur (câble) ou phase.
• Triphasé : le système de distribution le plus utilisé, composé de trois conducteurs ou phases. De cette façon, le courant triphasé qui circule est constitué de trois courants alternatifs monophasés de fréquence et d’amplitude égales. Par rapport au système de distribution monophasé, les coûts sont réduits pour la même quantité d’énergie électrique transformée et produite.

Lorsque le transformateur assure une fonction d’élévation de tension, il est communément appelé transformateur électrique élévateur ; et lorsqu’il effectue des tâches de réduction, il est connu sous le nom de transformateur électrique abaisseur.

Transformateurs électriques par type de construction

• Immergé dans l’huile : c’est le plus répandu et s’est avéré le plus respectueux de l’environnement, tout en ayant une durée de vie utile plus longue que les autres.
• Sec : une alternative technologique aux transformateurs à huile qui, bien que n’utilisant pas ce matériau, génère une empreinte environnementale haut.

Transformateurs électriques selon leur emplacement d’installation

• Extérieur : On les trouve très souvent sur les poteaux électriques des routes, des rues, des zones industrielles, etc. Leur construction robuste leur permet de résister à différentes intempéries selon leur emplacement d’installation.
• Intérieur : On les trouve dans leur propre espace, comme un centre de transformation en béton ou en métal, où ils disposent de leur propre compartiment en communion avec le reste des éléments qui composent ces centres.

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