Introduction
Commençons par comprendre ce qu’est un transformateur. Un transformateur se compose de deux bobines électriques ou plus, appelées bobine primaire et bobine secondaire, et d’un noyau métallique constitué de plaques de fer séparées. Lorsque le courant traverse la bobine primaire, un champ magnétique est créé dans le circuit magnétique, ce qui induit un courant électrique dans la bobine secondaire. Ce processus permet d’augmenter ou de réduire la tension et le courant en fonction du rapport de spires entre les bobines.
Calculs et conception
La puissance maximale que le transformateur peut fournir dépend de la taille du noyau. Ainsi, lors de la conception, il est important de choisir un noyau approprié. Le calcul des paramètres du transformateur commence par la détermination de la puissance totale requise et de la charge qui y sera connectée.
La formule de calcul de la puissance du circuit secondaire est la suivante:
P2 = U2 * I2
Où:
- U2 est la tension sur l’enroulement secondaire
- I2 est le courant secondaire
Après avoir obtenu cette valeur, il est nécessaire de calculer l’enroulement primaire en tenant compte de la perte de transformation, estimée à environ 80%.
P1 = P2 / 0,8 = 1,25 * P2
À partir de la valeur de la puissance P1, on sélectionne un noyau dont la surface en coupe est déterminée par la formule:
S = √ P1
Où:
- S est la surface en centimètres
- P1 est la puissance en watt
Il est également possible de calculer le coefficient de transfert et de transformation d’énergie efficace à l’aide de cette formule:
w ‘ = 50 / S
Où:
- 50 est la fréquence du réseau en hertz
- S est la section transversale du fer
Une fois ces calculs effectués, nous pouvons déterminer le nombre de spires pour chaque enroulement à l’aide des formules:
w1 = w ‘ * U1
w2 = w ‘ * U2
w3 = w ‘ * U3
Il est recommandé d’augmenter le nombre de spires de 10% pour compenser les éventuelles chutes de tension sous charge.
Pour déterminer le diamètre du fil requis, nous utilisons la formule:
d = 0,8 * √I
Nous sélectionnons ensuite le fil avec la section souhaitée en nous basant sur le tableau des diamètres disponibles. Si aucune valeur appropriée n’est disponible, nous arrondissons au diamètre le plus proche.
Si le diamètre calculé ne figure pas dans le tableau ou si le remplissage de la fenêtre est trop important, il est possible d’utiliser plusieurs fils de section plus petite pour obtenir la section totale souhaitée.
Pour vérifier si les bobines conviennent à notre transformateur fait maison, nous devons calculer la zone de fenêtre du récepteur, qui correspond à l’espace formé par le noyau dans lequel les bobines sont placées. Pour chaque enroulement, nous multiplions le nombre de spires par la section du fil et le facteur de remplissage:
s = w d² 0,8
Ensuite, nous comparons la zone totale des bobines avec la zone de fenêtre du circuit magnétique. La fenêtre du transformateur doit être plus grande que la section totale des bobines.
Processus de fabrication
Maintenant que nous avons effectué les calculs nécessaires et rassemblé les matériaux, nous pouvons commencer le bobinage du transformateur. Nous commençons par poser la première couche d’enroulement sur un support en carton. Pour faciliter cette étape, nous pouvons utiliser une perceuse électrique en fixant le support de bobine à l’aide d’un dispositif spécial. Nous enroulons ensuite les fils, couche par couche, sans les chevaucher. Entre chaque couche de fil, nous plaçons une couche d’isolation, généralement du papier condensateur. Il est important de prévoir deux couches d’isolant entre l’enroulement primaire et l’enroulement secondaire pour éviter les courts-circuits.
Il est également possible de rembobiner un transformateur existant afin d’obtenir la tension désirée. Dans ce cas, il suffit de compter le nombre de spires de l’enroulement secondaire lors du déroulement et d’utiliser le coefficient de transformation pour calculer le nombre de spires requis pour la tension souhaitée.
Nous vous recommandons également de visionner une vidéo qui montre clairement l’ordre d’assemblage du transformateur fait maison.
Conclusion
Cet article vous a expliqué comment fabriquer un transformateur vous-même chez vous. Nous avons décrit les étapes de calcul et d’assemblage d’un transformateur blindé, qui est le type de transformateur le plus couramment utilisé. Sa popularité est due à sa facilité de fabrication, de montage, de réparation et de modification. À partir de ce transformateur fait maison, il est possible de réaliser d’autres projets tels qu’un chargeur de batterie de voiture, une source d’alimentation de laboratoire, un couteau chaud pour couper la mousse, etc.
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