Quel est le but d'un transformateur?

Quel est le but d'un transformateur?

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La plupart des gens ont probablement entendu parler des transformateurs et sont conscients qu'ils font partie du réseau électrique toujours évident mais toujours mystérieux qui fournit de l'électricité aux foyers, aux entreprises et à tous les autres endroits où&"jus GG". est nécessaire. Mais la personne typique rechigne à apprendre les subtilités de la fourniture d'énergie électrique, peut-être parce que l'ensemble du processus semble masqué en danger. Les enfants apprennent dès leur plus jeune âge que l'électricité peut être très dangereuse, et tout le monde se rend compte que les fils de toute compagnie d'électricité&sont maintenus hors de portée (ou parfois enterrés dans le sol) pour une bonne raison.

Mais le réseau électrique est en fait un triomphe de l'ingénierie humaine, sans laquelle la civilisation serait méconnaissable de celle que vous habitez aujourd'hui. Le transformateur est un élément clé dans le contrôle et la livraison de l'électricité à partir du point où il est produit dans les centrales électriques jusqu'à ce qu'il entre dans une maison, un immeuble de bureaux ou une autre destination finale.

Quel est le but d'un transformateur?

Pensez à un barrage retenant des millions de gallons d'eau pour former un lac artificiel. Parce que la rivière qui alimente ce lac ne transporte pas toujours la même quantité d'eau dans la région, ses eaux ayant tendance à monter au printemps après la fonte des neiges dans de nombreuses régions et à refluer en été pendant les périodes plus sèches, tout barrage efficace et sûr doit être équipé de dispositifs qui permettent un contrôle plus fin de l'eau que de simplement l'empêcher de couler jusqu'à ce que le niveau monte tellement que l'eau se renverse simplement dessus. Les barrages comprennent donc toutes sortes de vannes et d'autres mécanismes qui déterminent la quantité d'eau qui passera du côté aval du barrage, indépendamment de la quantité de pression de l'eau du côté amont.

C'est à peu près ainsi que fonctionne un transformateur, sauf que le matériau qui coule n'est pas de l'eau mais du courant électrique. Les transformateurs servent à manipuler le niveau de tension circulant à travers n'importe quel point d'un réseau électrique (décrit en détail ci-dessous) d'une manière qui équilibre l'efficacité de la transmission avec la sécurité de base. De toute évidence, il est financièrement et pratiquement avantageux tant pour les consommateurs que pour les propriétaires de la centrale électrique et du réseau de prévenir les pertes de puissance entre les&électriques quittant la centrale et ses foyers ou autres destinations. D'un autre côté, si la quantité de tension passant à travers un fil d'alimentation haute tension typique n'était pas diminuée avant d'entrer dans votre maison, le chaos et le désastre en résulteraient.

Qu'est-ce que la tension?

La tension est une mesure de la différence de potentiel électrique. La nomenclature peut prêter à confusion car de nombreux étudiants ont entendu le terme" énergie potentielle," ce qui facilite la confusion entre tension et énergie. En fait, la tension est l'énergie potentielle électrique par unité de charge, ou joules par coulomb (J / C). Le coulomb est l'unité standard de charge électrique en physique. Un seul électron se voit attribuer -1,609 × 10-19coulombs, tandis qu'un proton porte une charge égale en magnitude mais de direction opposée (c'est-à-dire une charge positive).

Le mot clé ici, en réalité, est la différence GG." La raison pour laquelle les électrons circulent d'un endroit à un autre est la différence de tension entre les deux points de référence. La tension représente la quantité de travail qui serait nécessaire par unité de charge pour déplacer la charge contre un champ électrique du premier point au second. Pour avoir une idée de l'échelle, sachez que les fils de transmission longue distance transportent généralement de 155 000 à 765 000 volts, alors que la tension entrant dans une maison est généralement de 240 volts.

Histoire du transformateur

Dans les années 1880, les fournisseurs de services électriques utilisaient le courant continu (CC). Cela était lourd de responsabilités, y compris le fait que le courant continu ne pouvait pas être utilisé pour l'éclairage et était très dangereux, nécessitant d'épaisses couches d'isolation. Pendant ce temps, un inventeur du nom de William Stanley a produit la bobine d'induction, un dispositif capable de créer un courant alternatif (AC). Au moment où Stanley a inventé cette invention, les physiciens connaissaient le phénomène du courant alternatif et les avantages qu'il aurait en termes d'alimentation électrique, mais personne n'avait été en mesure de proposer un moyen de fournir du courant alternatif à grande échelle. La bobine d # 39; induction de Stanley&servirait de modèle pour toutes les futures variations de l # 39; appareil.

Stanley est presque devenu avocat avant de décider de travailler comme électricien. Il a commencé à New York avant de déménager à Pittsburgh, où il a commencé à travailler sur son transformateur. Il a construit le premier système d'alimentation CA municipal en 1886 dans la ville de Great Barrington, Massachusetts. Après le début du siècle, sa compagnie d'électricité a été rachetée par General Electric.

Un transformateur peut-il augmenter la tension?

Un transformateur peut à la fois augmenter (augmenter) ou diminuer (réduire) la tension passant par les fils d'alimentation. Ceci est vaguement analogue à la manière dont le système circulatoire peut augmenter ou diminuer l'approvisionnement en sang de certaines parties du corps en fonction de la demande. Après que le sang (GG quot; power") quitte le cœur (le" power plant"), pour atteindre une série de points de branchement, il peut se retrouver en déplacement vers le bas du corps au lieu du haut du corps, et puis à la jambe droite au lieu de la gauche, puis au mollet au lieu de la cuisse, etc. Ceci est régi par la dilatation ou la constriction des vaisseaux sanguins dans les organes et tissus cibles. Lorsque l'électricité est produite dans une centrale électrique, les transformateurs augmentent la tension de quelques milliers à des centaines de milliers à des fins de transport longue distance. Lorsque ces fils atteignent des points appelés sous-stations électriques, les transformateurs réduisent la tension à moins de 10 000 volts. Vous avez probablement vu ces sous-stations et leurs transformateurs de niveau intermédiaire au cours de vos voyages; les transformateurs sont généralement logés dans des boîtes et ressemblent un peu à des réfrigérateurs plantés au bord de la route.

Lorsque l'électricité quitte ces stations, ce qu'elle peut généralement faire dans plusieurs directions différentes, elle rencontre d'autres transformateurs plus proches de son point final dans les subdivisions, les quartiers et les maisons individuelles. Ces transformateurs réduisent la tension de moins de 10 000 volts à environ 240 volts, soit plus de 1 000 fois moins que les niveaux maximaux typiques observés dans les fils haute tension longue distance.

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