Le transformateur est l'un des appareils électriques les plus élémentaires qui existe, et il a des applications dans l'ensemble des industries électriques et électroniques. Un transformateur "transforme" la tension dans un circuit en l'augmentant ou en la diminuant. Pratiquement tous les appareils électroniques que vous utilisez quotidiennement ont besoin d'un transformateur pour réduire la tension de sortie à un autre plus utile pour les circuits délicats.
Un tore est une forme formée lorsqu'un corps solide se courbe sur lui-même et forme une boucle fermée avec un trou au milieu. Pour définir toroïdal, pensez donut: Un transformateur toroïdal est un transformateur en forme de donut. Ce n'est pas la seule forme qu'un transformateur peut prendre, mais c'est celle préférée dans la plupart des industries électroniques et par les fabricants d'équipements de sonorisation. Un transformateur toroïdal peut être très petit sans perdre en efficacité, et il crée moins d'interférences magnétiques que l'autre type courant de transformateur, le transformateur E-I ou laminé.
Les transformateurs reposent sur l'induction électromagnétique
Le physicien Michael Faraday a découvert l'induction en 1831 lorsqu'il a remarqué que déplacer un aimant à travers un fil conducteur enroulé autour d'un solénoïde induisait un courant électrique dans le conducteur. Il a constaté que la force du courant était proportionnelle à la vitesse de déplacement de l'aimant et au nombre de tours de la bobine.
Un transformateur utilise cette proportionnalité. Enroulez une bobine - la bobine primaire - autour d'un noyau ferromagnétique et enroulez un deuxième fil - la bobine secondaire - autour du même noyau ou d'un noyau différent. Lorsque le courant à travers la bobine primaire change constamment de direction, comme c'est le cas avec le courant alternatif, il induit un champ magnétique dans le noyau, et qui à son tour induit un courant électrique dans le second bobine.
Tant que la valeur de crête du courant reste la même, la valeur de crête du champ magnétique induit ne change pas non plus. Cela signifie que le courant induit dans la bobine secondaire augmente avec le nombre de tours. Ainsi, un transformateur permet d'amplifier un signal électrique, ce qui est vital dans l'industrie audio. Vous pouvez également utiliser un transformateur pour abaisser la tension en rendant le nombre de tours dans la bobine secondaire inférieur au nombre dans la bobine primaire. C'est le principe des transformateurs que vous branchez au mur pour alimenter vos équipements électroniques.
Un transformateur torique produit moins de bruit
Un transformateur E-I, ou laminé, se compose d'une paire de bobines enroulées autour de noyaux individuels, placés à proximité les uns des autres et scellés à l'intérieur d'une enceinte. Un transformateur toroïdal, d'autre part, a un seul noyau toroïdal ferromagnétique autour duquel les bobines primaire et secondaire sont enroulées. Peu importe si les fils se touchent, et ils sont souvent superposés.
Le courant alternatif traversant la bobine primaire alimente le noyau, qui à son tour alimente la bobine secondaire. Les champs toroïdaux sont plus compacts que les champs dans un transformateur stratifié, il y a donc moins d'énergie magnétique pour interférer avec les composants de circuit sensibles. Lorsqu'ils sont utilisés dans des équipements audio, les transformateurs toriques produisent moins de bourdonnement et de distorsion que les laminés et sont préférés par les fabricants.
Autres avantages du transformateur toroïdal
Parce qu'un inducteur toroïdal est plus efficace, les fabricants peuvent fabriquer des transformateurs toroïdaux plus petits et plus légers que ceux E-I. Ceci est important pour les fabricants d'équipements électroniques et audio, car le transformateur est généralement le plus gros composant de la plupart des circuits. Son rendement plus élevé crée un autre avantage pour le transformateur toroïdal. Il fonctionne à des températures plus froides qu'un transformateur E-I, ce qui réduit le besoin de ventilateurs et d'autres stratégies de refroidissement dans les équipements sensibles.