Transformateur monophase
PARTIE THEORIQUE

Rappels d'électromagnétisme
1 - Ferromagnétisme
1-1) Définition
Tous les matériaux réagissent à l’excitation magnétique H créée par un courant i.
Les matériaux ferromagnétiques (Fe, Co, Ni et alliages) réagissent en renforçant très fortement l’induction B :
B=µ 0 µr H, où µr (perméabilité magnétique relative du matériau) peut valoir de 1000 à 50000.
Un morceau de fer vierge de toute aimantation contient un grand nombre de moments magnétiques élémentaires µ orientés au hasard. Dès qu’on lui impose une excitation magnétique H, une partie de ces moments s’aligne sur H, contribuant à augmenter l’induction B. Plus H est élevé, plus il y a des moments magnétiques µ alignés avec H et plus B sera grand (régime B(H) linéaire). Lorsque tous les moments sont alignés, on dit que le fer est saturé : toute augmentation ∆H de H n’entraîne plus qu’une augmentation ∆B=µ 0 ∆H de l’induction. La courbe de première aimantation B(H) ci-dessus montre que µr=Β/(µ0 Η) est constant dans la partie linéaire puis diminue dès que le coude de saturation est passé.
La valeur élevée de µr a une conséquence cruciale : l’induction "passe" µr fois plus facilement dans le fer que dans l’air. Dès que l’on place un morceau de fer dans un lieu où existe un champ magnétique, les lignes d’induction s’y engouffrent et sont canalisées par le circuit magnétique (tant que le fer n’est pas saturé). Ainsi toutes les machines électrotechniques classiques comportent un circuit presque totalement constitué de fer. L’espace d’air (entrefer) qui sépare la partie fixe (stator) de la partie tournante (rotor) est réduit au minimum.
Sans ferromagnétisme il n’y aurait pas d’électricité industrielle (alternateurs, transformateurs, moteurs). 1-2) Inductance d’une bobine à noyau de fer
Comparons l’inductance d’un solénoïde bobiné sur un tore de longueur l avec ou sans noyau de fer.
Elle est donnée par Φ (weber) =L i (: Φ est le flux de B traversant la