Présentation
Pour information
Loi de Faraday : une variation de flux à travers une spire créer une f.é.m. e. Inversement une f.é.m. e dans une spire crée une variation de flux à travers celle-ci.
C’est ce phénomène qui est exploité dans le transformateur.
OU
Le transformateur est un convertisseur statique (pas de pièce en mouvement). Il transforme une tension sinusoïdale en une autre tension sinusoïdale de valeur efficace différente.
Transformateur parfait
Parfait : il n’y a aucune perte ; le rendement est de 100%
On définit le rapport de transformation m par :
si m > 1, le transformateur et élévateur de tension ;
si m <>abaisseur de tensionde plus
Comme le transformateur est parfait : P1 = P2 ; Q1 = Q2 ; S1 = S2 ; et j1 = j2.
Remarque : en observant les valeurs instantanées u1(t) et u2(t), on constate quelles sont en opposition de phase. C’est-à-dire que lorsque u1 et maximum, u2 est minimum. m = -u2/u1
Transformateur réel
Le rapport de transformation se mesure à vide (pas de charge, I2=0)
Transformateur en charge
On constate une chute de tension : U2 <>1.
Plus I2 augmente (la charge augmente) plus U2 diminue
Cette dernière observation vient du fait d’une chute de tension provoquée par la résistance du bobinage DU = r2.I2 (si I2 augmente DU augmente aussi).
Limitation des pertes fer
Pour réduire les pertes par hystérésis, il faut choisir un matériau ferromagnétique avec un cycle d’hystérésis le plus étroit possible.
Pour réduire les pertes par courants de Foucault, le noyau est feuilleté. C’est-à-dire qu’il est constitué de tôles vernies, donc isolées les unes des autres. La taille des boucles de courant de Foucault est alors limitée par l’épaisseur de la tôle. Plus les boucles sont petites, plus les pertes sont réduites.
Rendement
OU 
Le rendement varie en fonction des conditions d’utilisation du transformateur. Le meilleur rendement s’obtiendra pour les grandeurs d’utilisation nominales indiquées sur la plaque signalétique du transformateur.
Les bons transformateurs de fortes puissances peuvent atteindre un rendement de 98%.
Calcul du rendement
Mesure directe
Cette méthode consiste à mesurer avec deux wattmètres P1 et P2.
Mesure par la méthode des pertes séparées
Deux essais particuliers du transformateur permettent de mesurer séparément les pertes par effet joule (pj) et les pertes ferromagnétiques (pfer).
Cette méthode consiste à évaluer les différentes pertes dans les conditions nominales d’utilisation.
Essai à vide : mesure des pertes fer
Montage :
Mesure à tension nominale.
A vide le circuit secondaire est ouvert : I2 = 0 Þ P2 = 0 et PJ2 = 0
Bilan des puissances : P10 = PJ10 + Pfer.
Toute l’énergie absorbée au primaire est utilisée pour compenser les pertes fer et les pertes joules au primaire.
Remarque : l’indice 0 (zéro) indique qu’il s’agit de valeurs à vide.
A vide I10 est très faible. Par conséquent PJ10 <<>10Finalement : essai à vide 
Complément : les pertes fer dépendent essentiellement du champ magnétique donc de la tension U1 et de la fréquence f. Comme ces deux grandeurs restent les mêmes à vide ou en charge, les pertes fer mesurées à vide sont les mêmes que celles en charge.
Il faut donc naturellement faire cet essai à la tension nominale (ex. U1N = 220 V).
Essai en court circuit : mesure des pertes joule
Le circuit secondaire est en court-circuit : U2 = 0 Þ P2 = 0
Bilan des puissances : P1cc = PJ1cc + PJ2cc + Pfer.
Toute l’énergie absorbée au primaire est utilisée pour compenser les pertes fer et les pertes joules.
Remarque : l’indice cc indique qu’il s’agit de valeurs mesurées en court-circuit.
En court-circuit, pour obtenir In, il faut travailler à très faible tension U1cc. Par conséquent Pfer est très faibleFinalement : essai en court-circuit 
Essai en charge
Montage : il faut choisir une charge appropriée pour travailler dans les conditions nominales de tension et de courant. On mesure P1. |
Rendement :
Autres caractéristiques du transformateur
Lecture de la plaque signalétique
Selon la norme NF 15.100, on peut lire sur la plaque signalétique d’un transformateur industriel, les données suivantes :
exemple : 5000 V / 235 V ; 50 Hz ; 8 kVA
Ce qui donne :
U1n = 5000 V tension nominale du primaire.
U20 = 235 V tension à vide du secondaire.
f = 50 Hz fréquence nominale de fonctionnement.
S1n = 8 kVA puissance apparente nominale au primaire
Isolation galvanique
Il n’y a aucun contact électrique entre le primaire et le secondaire. On parle d’isolation galvanique.
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