Le noyau n'a pas besoin d'être circulaire, mais il doit être fermé, sinon le flux lié sera très faible.
De plus, le fait que le tuyau soit vide n'améliore pas la situation, car le flux est concentré là où la perméabilité est plus élevée, c'est-à-dire dans le cœur, mais la section nette du cœur dans votre cas est petite. En fait, la majeure partie de la section de la bobine est remplie d'air, qui a une faible perméabilité.
Vous ne pouvez pas fermer le noyau avec un simple morceau de fil de fer. Il ne sera pas efficace, car le flux sera contraint dans la plus petite section du fil. Gardez à l'esprit que le flux obéit à une sorte de "loi d'Ohm pour les circuits magnétiques", appelée loi de Hopkinson .
Le rôle de la résistance est pris par une quantité connue sous le nom de réluctance , qui est proportionnelle à la section nette du noyau où le flux s'écoule. Le flux est analogue au courant. Par conséquent, une petite section limitera considérablement le flux. Étant donné que le rôle de la tension est pris par la force magnétomotrice (MMF) qui dépend du courant dans la bobine, vous pouvez comprendre qu'avec le même courant dans le primaire et une réluctance élevée en raison d'un flux contraint dans une petite section de fil , le flux sera faible, et donc le courant induit dans le secondaire sera faible.
Si vous essayez de pomper plus de courant dans le primaire, le noyau sera saturé (un effet fortement non linéaire), ce qui entraînera une baisse drastique de sa perméabilité, annulant votre tentative.
Pour avoir suffisamment de couplage entre les deux bobines, vous avez besoin d'un circuit magnétique fermé avec une réluctance sensiblement faible. Par conséquent, vous avez besoin d'un chemin fermé en matériau ferromagnétique avec une section plus ou moins constante, car tout rétrécissement de la section augmentera la réticence.
EDIT (invité par un commentaire utile de @Asmyldof)
Bien que, j'ai expliqué ci-dessus pourquoi votre configuration n'est pas efficace pour un transformateur de puissance , et l'explication est toujours valable, il y a quelques problèmes à prendre en compte lors du fonctionnement du transformateur. Cet article intéressant sur les transformateurs a de belles images et plonge dans le sujet plus en détail. Je soulignerai brièvement deux aspects clés ci-dessous.
Comme je l'ai dit, pour avoir un couplage élevé entre les enroulements primaire et secondaire, vous avez besoin d'une faible réluctance et d'un noyau fermé. Cela nécessite un noyau solide avec un chemin magnétique fermé. Par rapport à votre configuration, cela améliorera la situation, mais sachez que l'utilisation d'un noyau ferromagnétique qui est également électriquement conducteur, comme le fer, a ses inconvénients.
Tout d'abord (et vraiment important pour un transformateur de puissance), il y a les pertes de puissance du cœur. Si le noyau est fait d'un bon matériau conducteur, des courants de Foucault seront induits dans sa section transversale, ce qui entraînera une perte de puissance par chauffage Joule (comme dans une résistance). Ce n'est pas la seule source de pertes de cœur, mais pour les noyaux conducteurs, c'est généralement la plus pertinente. Par conséquent, en utilisant une barre de fer solide comme noyau de transformateur, vous risquez de perdre beaucoup d'énergie en chauffant le noyau lui-même (c'est pourquoi les noyaux en fer ne sont pas solides, ils sont toujours "remplis", mais stratifiés, c'est-à-dire fabriqués par de nombreuses couches de matériau isolé).
Le deuxième aspect clé est la saturation . Si vous augmentez le courant primaire au-dessus d'une certaine limite, le noyau saturera et la perméabilité baissera, donc la réticence augmentera. Avoir un cœur en boucle fermée pas complètement est, dans ce cas, bénéfique. En fait, parfois, les noyaux sont construits avec un petit espace d'air, c'est-à-dire que le noyau forme une boucle presque fermée, mais pas tout à fait. Le petit entrefer a une réticence beaucoup plus élevée que le reste du noyau, ce qui augmente la réticence globale du noyau + gap, ce qui semble mauvais, mais l'avantage est que le gap aide à linéariser le noyau, c'est-à-dire qu'il limite l'effet de saturation. De plus, l'écart est très petit (disons sur l'épaisseur d'une feuille de papier) et cela empêche le flux de se disperser dans l'espace autour du noyau, donc il n'aggrave pas trop le couplage global.
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