Les transformateurs sont des appareils électriques simples mais extrêmement utiles, et ils fonctionnent grâce à un phénomène connu sous le nom d'induction électromagnétique. Si vous placez un fil conducteur dans un champ magnétique changeant, le champ induit un courant électrique dans le fil, et là où il y a un courant, il y a une différence de potentiel, ou tension. L'inverse est également vrai. Un courant changeant dans un conducteur crée un champ magnétique. Parce que le courant doit changer (en flux), les transformateurs ne fonctionnent qu'avec du courant alternatif, ce qui est un avantage du courant alternatif par rapport au courant continu.
La tension dépend du nombre de fois que le conducteur traverse le champ magnétique. Vous pouvez transformer la tension dans un circuit - le circuit primaire - en une tension différente dans un circuit secondaire en ajustant le nombre de fois que les conducteurs de chaque circuit traversent le champ magnétique. L'appareil qui fait cela est un transformateur, et lorsqu'il réduit la tension dans le circuit secondaire, c'est un transformateur abaisseur. C'est exactement ce que fait le transformateur sur la ligne électrique à l'extérieur de votre maison. Il est facile de fabriquer votre propre transformateur abaisseur, mais il ne sera pas aussi gros et puissant que celui de la ligne électrique. Cela fonctionnera exactement de la même manière, cependant.
Les transformateurs utilisent des enroulements
Un transformateur utilise un seul conducteur enroulé plusieurs fois autour d'un noyau central pour le circuit primaire, et un conducteur différent également enroulé plusieurs fois autour du même noyau ou d'un noyau différent pour le circuit secondaire. Le rapport du nombre d'enroulements dans ces bobines détermine la tension dans la bobine secondaire. La formule du transformateur, qui découle de la loi de Faraday, est :
\frac{N_s}{N_p}=\frac{V_s}{V_p}
où Ns et np sont le nombre d'enroulements dans les bobines secondaire et primaire respectivement et Vs et Vp sont les tensions.
Dans un transformateur abaisseur, la tension secondaire est inférieure à la tension primaire, de sorte que le nombre d'enroulements dans la bobine secondaire doit être inférieur au nombre dans la bobine primaire. Si vous connaissez la tension dans le circuit primaire et que vous avez un objectif pour la bobine secondaire, vous atteignez votre objectif en ajustant le nombre d'enroulements sur les deux bobines.
Construire un transformateur abaisseur
Les transformateurs les plus efficaces ont des noyaux ferromagnétiques car ce matériau est magnétisé par le bobine primaire et transfère l'énergie à la bobine secondaire plus efficacement que les bobines peuvent le faire en eux-mêmes. Un moyen facile d'obtenir une bobine ferromagnétique est de trouver une grande rondelle en acier dans une quincaillerie ou un chantier de démolition. Il doit avoir un diamètre de 2 à 3 pouces.
Vous pouvez utiliser n'importe quel fil conducteur pour fabriquer les bobines, mais le meilleur est un fil magnétique de calibre 28, qui est un fil de cuivre très fin recouvert d'un isolant. Pour créer la bobine principale, enroulez le fil étroitement autour de la rondelle au moins 500 fois, en gardant le fil serré ensemble. Enroulez-le en couches si nécessaire. Comptez soigneusement le nombre d'enroulements et notez le nombre. Lorsque vous avez terminé d'enrouler, laissez les deux extrémités libres pour la connexion à la source d'alimentation et enroulez du ruban adhésif autour des fils pour les maintenir en place.
Puisque vous construisez un transformateur abaisseur, le nombre d'enroulements dans la bobine secondaire sera plus petit. Le nombre réel dépend de la tension que vous voulez, et vous pouvez le calculer en utilisant la formule du transformateur. Enroulez la bobine secondaire au-dessus de la bobine principale, en laissant les extrémités libres pour se connecter à un compteur. Enveloppez la bobine avec du ruban adhésif, puis enveloppez l'ensemble du transformateur avec du ruban électrique pour l'isoler. Le transformateur est maintenant prêt à tester.
Exemple de calcul
Supposons que vous vouliez réduire la puissance de 120 volts de la prise de courant de votre maison à 12 volts. Le rapport de tension est de 12/120 = 1/10, donc si la bobine primaire a 500 enroulements, la bobine secondaire devrait en avoir 50.
Notez que l'utilisation de votre tension domestique dans ce calcul n'est qu'un exemple, et le courant passant sous cette tension, les fils chauffent rapidement et il serait dangereux d'essayer de réduire. Il est plus sûr d'utiliser ce transformateur rudimentaire pour des tensions d'entrée beaucoup plus petites provenant de sources plus sûres. Ne laissez pas le transformateur connecté pendant un certain temps.
Mises en garde
N'essayez pas d'utiliser le transformateur avec les prises ou les circuits de votre maison.
