Dans un transformateur de courant, le courant primaire provoque un champ magnétique dans le noyau, qui à son tour génère un courant dans le secondaire. Bien.
Comment se fait-il alors qu'un transformateur de puissance délivre une tension, et non un courant? N'est-ce pas le même principe?
Réponses:
Un transformateur est un transformateur qu'il soit destiné à une utilisation de détection de courant ou à une conversion de puissance. Tous les transformateurs fonctionnent sur le même principe.
Cependant, il existe une latitude considérable dans divers paramètres lors de la conception d'un transformateur. Ces différents compromis confèrent au transformateur des caractéristiques différentes et le rendent donc adapté à différentes applications.
Un transformateur de détection de courant est optimisé pour avoir une faible impédance primaire afin de minimiser la chute de tension dans la ligne dans laquelle il est destiné à mesurer le courant. Le secondaire est également destiné à être connecté à une faible résistance. Cela reflète une impédance inférieure au primaire. Le transformateur fonctionne principalement en mode de sortie de court-circuit. Notez que peu de puissance est transférée à travers le transformateur. L'énergie est tirée du champ magnétique par le secondaire presque dès qu'elle y est mise par le primaire. En conséquence, le noyau peut être petit car il ne doit jamais contenir beaucoup d'énergie à un moment donné.
Un transformateur de puissance a un objectif différent, qui est de transférer la puissance du primaire au secondaire. Parfois, ils sont juste pour l'isolement, mais souvent c'est aussi pour obtenir une combinaison différente de tension et de courant sur la sortie que sur l'entrée. Pour obtenir de l'énergie, vous avez besoin à la fois de tension et de courant, ce qui signifie que le transformateur doit être utilisé quelque part entre la sortie de court-circuit où il n'y a pas de tension et la sortie en circuit ouvert où il n'y a pas de courant. Généralement, les transformateurs de puissance sont conçus pour que le secondaire ait une impédance raisonnablement faible et donc sa tension ne s'affaisse pas trop à la puissance de sortie nominale. Ils doivent également se comporter raisonnablement avec une charge légère ou sans charge, ce qui signifie le boîtier en circuit ouvert. Encore une fois, vous voulez une faible impédance afin que la tension dans le cas de charge légère ne soit pas trop différente de celle du cas de pleine charge. Ce type de transformateur doit pouvoir gérer une plus grande énergie dans le champ magnétique. Cela signifie un noyau physiquement plus grand et donc plus lourd.
La différence n'est pas dans le principe physique, juste dans l'usage.
Le transformateur de puissance est utilisé pour convertir la tension en utilisant le nombre d'enroulements dans les deux bobines comme rapport, tandis que le transformateur de courant n'est qu'un inducteur placé autour d'un fil pour détecter le champ magnétique provoqué par le changement de courant. Vous l'utilisez donc pour mesurer le courant (CA) sans couper le circuit.
Mais les deux transformateurs produisent une tension, essentiellement, qui est donnée par la loi d'induction de Faraday. La différence est que le transformateur de puissance est alimenté en tension et le courant est déterminé par la charge sur l'autre enroulement.
Le principe du transformateur est qu'un changement de courant induira un champ magnétique et que le champ magnétique induira une tension. Ensuite, il y a la loi d'Ohm, ce qui implique que pour une tension appliquée à une charge, vous avez un courant proportionnel à la résistance de la charge.
Si vous les mettez ensemble, vous avez une boucle infinie dans laquelle le courant dans la charge a une influence sur le champ magnétique qui génère la tension sur la charge elle-même. C'est ainsi que le courant dans le primaire du transformateur de puissance est déterminé.
À propos du transformateur de courant, vous voulez que la charge la plus importante possible évite un courant important qui y circule, car il génère cet effet de rétroaction.
Résumé simple:
Un transformateur de courant est un transformateur "normal" (entrée de tension): (sortie de tension) qui est optimisé pour une tâche spéciale.
Un transformateur de courant fonctionne TOUJOURS avec une résistance de charge définie.
Une constante K peut être calculée sur la base de la résistance de charge et du rapport de spires tels que
Iin = Vout x k. Voir ci-dessous pour plus de détails.
Donc Iin peut être déterminé en mesurant Vout.
Malgré son nom, un transformateur de courant fonctionne selon les équations standard liées au transformateur (en ignorant les non-idéalités telles que la résistance d'enroulement). Le primaire est généralement effectivement un seul tour, produit en passant un fil transportant le circuit à mesurer à travers le noyau. :
Tours = tour principal ou tours.
Tourne = tours secondaires. Définir le ratio de tours = TR = Turns_out / Turns_in
Vin x Iin = Vout x Iout ...... (2)
Iin = Iout x Vout / Vin ...... (3) = réarrangement de (2)
MAIS si nous avons une charge résistive = Rout alors
Donc
Iin = Vout x TR / RLoad ...... (5b)
(Donc Vout = Iin x Rl / TR) ...... (5c)
Pour un Rload donné et un rapport de tours donné TR / Rload est une constante = K disons
- Iin = Vout x K ...... (6) <- résultat cible
Ainsi, pour une charge donnée, nous pouvons déterminer Iin à partir de Vout multiplié par une constante.
Certains transformateurs de courant ont Rout inclus dans l'assemblage.
Certains TC nécessitent l'ajout de Rout.
Le fait de ne pas ajouter de déroute donne Vout = très très très grand, mais généralement pas pour longtemps.
Habituellement, le "bobinage" d'entrée est un tour unique ou un fil passant à travers le noyau. L'utilisation de plusieurs tours ou le bouclage d'un fil transportant le courant cible à travers le noyau plusieurs fois diminue le rapport de tours - donc (voir 5c) Vout chute.
Iout doit être tel que le noyau ne sature pas et fonctionne aussi linéairement que possible par rapport à Rl et donc Vout peut ne pas être "trop grand". Max Rl et / ou Vout sont spécifiés par le fabricant.