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Le transformateur électrique, pièce maîtresse du réseau

Adeline Martinez

Comme son nom l’indique, le transformateur électrique a pour rôle de transformer le courant sans en modifier la fréquence. Par transformation, il faut entendre la baisse ou l’augmentation de la tension électrique qui se mesure en volts. Ces appareils sont particulièrement utiles pour élever le courant transporté : on parle alors de haute tension. Souvent d’apparence complexe, ils se déclinent sous plusieurs catégories selon l’usage qui leur est réservé.

 

 

Quel est le rôle du transformateur électrique ?

Le transformateur est un élément indispensable du système de distribution d’électricité. Sa principale fonction consiste à réduire ou élever la tension du courant qui traverse le réseau. Depuis la centrale de production au domicile des particuliers, celui-ci traverse des lignes de très haute, haute, moyenne ou basse tension. Ce sont ces fameux câbles soutenus par des pylônes que vous voyez dans la rue, au bord des routes ou au milieu des champs.

 

Afin que l’électricité puisse être transportée sans problème d’une ligne à l’autre, elle doit passer par des transformateurs électriques. Des transformateurs élévateurs sont placés à proximité des machines générant de l’électricité, car celles-ci ne produisent au maximum qu’une vingtaine de kilovolts en courant alternatif. Or, pour que l’électricité soit rentable et efficace, elle doit être transportée à très haute tension, par centaines de kilovolts.

 

Dans le cas des centrales nucléaires, la tension doit être augmentée à 400 000 V pour être propulsée dans une ligne à très haute tension. Sur sa route, le courant passe ensuite par des postes spécifiques munis de transformateurs abaisseurs. Enfin, d’autres appareils permettent à l’électricité à moyenne tension de rejoindre le réseau de distribution et de réduire davantage la tension, en particulier juste avant que le courant ne parvienne jusqu'à sa destination finale.

 

 

Quels sont les principaux types de transformateur électrique ?

Un transformateur électrique peut être destiné au bon fonctionnement du réseau ou à l’acheminement du courant au sein d’une maison ou d’une entreprise. Les principaux appareils utilisés sont :

  • Le transformateur de puissance : il sert essentiellement à faciliter le transport de l’électricité sur les longues distances. Son niveau de tension est très élevé. Pour cette raison, il doit répondre à plusieurs critères pour être fiable, notamment en matière d’isolation.
  • Le transformateur d’isolement : son rôle est de sécuriser les circuits et la manipulation des personnes qui interviennent sur le réseau.
  • Le transformateur de mesure : installé à proximité des compteurs électriques et autres appareils de mesure, il facilite le calcul de la tension ou du courant.
  • Le transformateur d’impédance : il est surtout employé pour adapter l’impédance électrique, autrement dit la résistance d’un circuit lors du passage du courant.
  • Le transformateur déphaseur : il soulage les réseaux excessivement chargés en permettant un déphasage entre l’entrée et la sortie de l’appareil.
  • Le transformateur d’essai : capable de supporter les très hautes tensions, il est réservé aux tests d’appareils électriques.
  • L’autotransformateur : très utile pour l’usage domestique et les séjours à l’étranger, il permet d’adapter des appareils électriques. En France, le raccordement entre les réseaux 225 kV et 400 kV s’effectue à l’aide d’un autotransformateur.

 

 

Comment fonctionne un transformateur électrique ?

Pour résumer, un transformateur est constitué d’un noyau de fer et deux bobines de cuivre, des enroulements de métal appelés « spires ». On dit alors qu’il est monophasé. Les transformateurs triphasés, dont vous avez peut-être déjà entendu parler, possèdent quant à eux trois noyaux et six bobines de cuivre. Et les diphasés, vous l’aurez compris, renferment deux noyaux et quatre bobines.

 

Dans un transformateur monophasé, il existe un enroulement primaire et un secondaire. Le primaire reçoit le courant et le convertit en énergie magnétique. Le secondaire abaisse ou élève la tension du courant. Ce type de transformateur est dit statique. Les commutatrices fonctionnent différemment. Le transfert de l’énergie est réalisé mécaniquement entre une génératrice et un moteur électrique.

 

L’isolement est un aspect fondamental du transformateur, car de lui dépend la sécurité des utilisateurs. Pour une isolation optimale des tensions électriques, une couche de vernis recouvre les fils ronds. Parfois, les fils sont protégés par un ruban de fil de verre tressé, préalablement trempé dans de la résine.

 

N.B. Il existe deux types de pertes dans les transformateurs, magnétiques et à effet Joule. Ces dernières sont celles qui sont observées lorsque le courant passe dans le primaire. Quel que soit le type d’appareil utilisé, les pertes sont très faibles.

 

 

Concrètement, pourquoi les particuliers ont-ils besoin de transformateurs électriques ?

Certes, les transformateurs électriques que l’on trouve dans les postes de transformation, et qui sont capables d’assurer le passage de l’électricité à très haute tension, sont des appareils ultra-puissants qui ne peuvent pas être manipulés par n’importe qui. Cependant, certains transformateurs ont parfaitement leur place dans votre maison. Certains sont d’ailleurs conçus spécialement à des fins domestiques. Par exemple, un transformateur 220 V-12 V offre la possibilité de brancher un appareil de 12 volts sur une prise de courant de 220 volts. Sans cette adaptation, en branchant votre appareil directement sur le secteur, ce dernier risque de rendre l’âme.

 

Notez également que la tension électrique en France n’est pas nécessairement la même que dans les autres pays. Si vous voyagez à l’étranger avec un appareil électrique français, vous pourriez avoir besoin d’un transformateur afin de le brancher sans risque. À l’inverse, vous pouvez être tenté de profiter d’un séjour dans un pays qui propose des appareils ménagers bon marché pour rééquiper votre maison. Ce n’est qu’une fois arrivé chez vous que vous réaliserez que la tension est une question que vous avez oublié de vous poser au moment de l’achat. Heureusement, vous pourrez acquérir un transformateur électrique pour pouvoir utiliser vos nouveaux équipements en toute sécurité.

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