PRIMAIRE. SECONDAIRE

Nombre proportionnels de spires 6 1

Résistances en ohms o,7q8 0,045

6o6 TRANSFORMATEURS A COURANTS ALTERNATIFS.

Les ailes f^^ fi peuvent être relevées de manière à permetirc riiitroducilon du noyau dans les deux bobines C,, Cj enroulées préalablemeni au tour sur un gabarit allongé. On introduit les plaques de fer, puis on rabat les bords relevés sur la nervure centraley, en ayant soin d'alterner les joints pour assurer une bonne conductibilité au circuit magnétique. Les tôles, dont l'épaisseur est de 0,5 mm, sont isolées par une couche de papier et le noyau est consolidé par deux plaques en fonte réunies par des boutons, fig. 25?.

458, — Transformateur de Perranti. — Les deux circuits électriques du transformateur de Ferranli sont enroulés autour d'un faisceau plat de lames de fer isolées, X. Après le bobinage, ces lames sont repliées mi-partie au dessus, mî-partte en dessous des bobines, de manière à constituer un double circuit magnétique

Fig. 258.

fermé. Les lames sont recroisées aux joints et assurent ainsi une perméabilité élevée à ce circuit. Le tout est consolidé par une armure de fonte formée de deux parties boulonnées, la partie inférieure servant de socle à l'appareil.

459- — Transformateur Swinbume. — Pour des raisons qu'on verra ci-après, M. Swinburnc a cru devoir revenir au circuit magnétique ouvert. Le noyau de son transformateur est formé d'un faisceau droit de fils de fer introduit dans un squelette en bronze autour duquel est enroulé le (il secondaire. Au dessus de ce dernier est disposé le (il primaire enroulé par sections cloisonnées, alîn de diminuer des chances de courts-circuits. L'enroulement terminé.

THh'OHIE &ES TRANSFORMATEURS. 607

les extrémités des fils de fer du noyau, en saillie sur la bobine, sont écartées les unes des autres, comme les dards d'un hérisson, de manière à former, aux deux bouts de la bobine, des hémisphères ayant le même diamètre que celle-ci. Ce dispositif est destiné à guider les lignes de force magnétique avant leur diffusion dans l'air et à diminuer la résistance magnétique du circuit.

Ce transformateur ne peut être enfermé dans une boîte en fonte, comme on le fait souvent avec les transformateurs à circuit magnétique fermé, en vue d'éviter les dangers d'incendie. Les variations magnétiques du noyau droit occasionneraient, en effet, dans le fer de la boîte, des pertes par courants de Foucault et par hystérésis.

460. — Théorie a^ébriqtie. — La détermination des conditions théoriques de fonctionnement d'un transformateur à noyau de fer est l'un des problèmes les plus difficiles que présente l'électrotechnique.

Considérons, par exemple, le cas le plus simple: celui où le circuit primaire est soumis à une différence de potentiel variant en fonction du temps suivant une loi sinusoïdale. Cette différence de potentiel engendre dans la bobine primaire un courant ondulatoire présentant un retard de phase en vertu de la self-induction de ce circuit. Celle-ci détermine une force contre-électromotrice dont la phase ne coïncide ni avec celle du courant, ni avec celle de la différence de potentiel agissante.

Le courant primaire engendre à, son tour dans le noyau une aimantation périodique qui ne peut, en général, être représentée par une fonction sinusoïdale simple, attendu que la perméabilité du fer n'est pas une quantité constante et que le phénomène d'hystérésis tend à déformer la courbe du magnétisme. L'onde du fiux ne coïncide pas avec l'onde du courant primaire, parce que le flux est la résultante des courants primaire et secondaire.

Pour ne pas trop compliquer le problème, nous supposerons que la perméabilité du noyau est invariable et que l'effet d'hystérésis ainsi que les courants de Foucault peuvent être négligés.

6o8 TRANSFORMATEURS A COIRANTS ALTERNATIFS.

A Tonde de magnétisme dans le noyau succède une onde de force électromotrîce d'induction dans le circuit secondaire; celle force électromotrice est mesurée par le taux de variation du flux dans le noyau; sa phase retarde par suite d'un quart de période sur la phase de Taimantation.

Enfin, cette force électromotrice donne naissance au courant secondaire qui, eu égard au coefficient de self induction du circuit, présente aussi un retard de phase. Toutefois, on peut supposer que celui-ci est nul , si le circuit extérieur relié à la bobine secondaire ne contient que des lampes ou autres résistances non inductives; le coefficient de self-induction de cette bobine est, en effet, minime, vu que celle-ci contient peu de spires et que Tinduction mutuelle des deux bobines affaiblit leur induction propre, § 460.

On voit qu'on est amené, dans la résolution du problème posé, à établir une série d'hypothèses qui se résument comme suit :

La différence de potentiel agissante est représentée par une fonction sinusoïdale simple ;

La perméabilité du noyau est constante, et les effets d'hystérésis de même que les courants de Foucault sont négligeables dans le fer ;

Enfin, la self-induction du circuit secondaire est considérée comme nulle.

Ces préliminaires posés, le problème peut être traité en suivant deux voies différentes.

La première et la plus naturelle consiste à se donner les dimensions et les coefficients de selfinduction des deux circuits, leur coefficient d'induction mutuelle, la perméabilité et les dimensions du noyau , ainsi que la différence de potentiel agissante. On recherche alors, en se basant sur la loi générale de l'induction, tous les autres éléments de fonctionnement du transformateur.

La seconde voie, qui est indirecte et a été imaginée par M. Hopkinson, permet de résoudre plus simplement la question; elle prend comme point de départ le flux périodique dans le noyau et en déduit les forces électromotrices et les courants primaires et secondaires.

Nous adopterons les notations suivantes pour désigner les divers éléments du transformateur :