Si la petite quantité de perte du transformateur est ignorée, la contre-tension (contre-EMF) du primaire doit être égale à la tension appliquée. Le champ magnétique, qui induit la contre-tension dans le primaire, coupe également la bobine secondaire. Si la bobine secondaire a le même nombre de tours que la primaire, la tension induite dans le secondaire sera égale à la contre-tension induite dans le primaire (ou la tension appliquée). Si la bobine secondaire a deux fois plus de tours que la primaire, elle sera coupée deux fois plus par le flux, et deux fois la tension primaire appliquée sera induite dans le secondaire. La tension induite totale dans chaque enroulement est proportionnelle au nombre de tours de cet enroulement. Si E1 est la tension primaire et I1 le courant primaire, E2 est la tension secondaire et I2 le courant secondaire, N1 les spires primaires et N2 les spires secondaires, alors :E1/E2 = N1/N2 = I2/I1Notez que le courant est inversement proportionnel à la tension et au nombre de tours. Cela signifie (comme indiqué précédemment) que si la tension augmente, le courant doit être réduit et vice versa. Le nombre de tours reste constant sauf s'il y a un changeur de prises (discuté plus tard). La puissance de sortie ou d’entrée d’un transformateur est égale à volts fois ampères (E x I). Si la petite quantité de perte du transformateur est ignorée, l'entrée est égale à la sortie ou :E1 x I1 = E2 x I2

Exemple

Si la tension primaire d'un transformateur est de 110 volts (V), que l'enroulement primaire a 100 tours et que l'enroulement secondaire a 400 tours, alors la tension secondaire sera : E1/E2 = N1/N2 ; 110/E2 = 100/400 ; => E2 = 440 VISi le courant primaire est de 20 ampères, le courant secondaire sera : E2 x I2 = E1 x I1 ; 440 x I2 = 110 x 20 ; => I2 = 5 A Puisqu'il y a un rapport de 1 à 4 entre les spires dans les circuits primaire et secondaire, il doit y avoir un rapport de 1 à 4 entre la tension primaire et secondaire et un rapport de 4 à 1 entre la tension primaire et secondaire. courant secondaire. À mesure que la tension augmente, le courant diminue, gardant constants les volts multipliés par les ampères. C'est ce qu'on appelle des « voltampères ». Comme mentionné précédemment et illustré plus en détail dansImage 1, lorsque le nombre de tours ou la tension au secondaire d'un transformateur est supérieur à celui du primaire, on parle de transformateur élévateur. Lorsque le nombre de tours ou la tension au secondaire est inférieur à celui du primaire, on parle de transformateur abaisseur. Un transformateur de puissance utilisé pour relier deux systèmes ensemble peut alimenter le courant dans un sens ou dans l'autre entre les systèmes, ou agir comme un transformateur élévateur ou abaisseur, en fonction de l'endroit où l'énergie est générée et de l'endroit où elle est consommée. Comme mentionné ci-dessus, l'un ou l'autre des enroulements peut être primaire ou secondaire. Pour éliminer cette confusion, dans la production d'électricité, les enroulements des transformateurs sont souvent appelés enroulements côté haut et côté bas, en fonction des valeurs relatives des tensions.

Image 1 :Transformateurs élévateurs et abaisseurs

Notez que les kVA (ampères multipliés par volts) restent constants tout au long du circuit ci-dessus des deux côtés de chaque transformateur, c'est pourquoi ils sont appelés dispositifs à puissance constante. Les rendements des transformateurs de puissance bien conçus sont très élevés, atteignant en moyenne plus de 98 pour cent (%). Les seules pertes sont dues aux pertes du noyau, au maintien du champ magnétique alternatif, aux pertes de résistance dans les bobines et à la puissance utilisée pour le refroidissement. La principale raison du rendement élevé des transformateurs de puissance, par rapport à d’autres équipements, est l’absence de pièces mobiles. Les transformateurs sont appelés machines AC statiques.