Qu'est-ce que le rapport de transformation ?
Le rapport de transformation d'un transformateur exprime la relation entre le nombre de spires de l'enroulement primaire (Np) et celui de l'enroulement secondaire (Ns). Dans un transformateur idéal, ce rapport est égal au rapport entre la tension primaire et la tension secondaire : c'est pourquoi un calculateur de rapport de transformation permet de déterminer une grandeur dès lors que les autres sont connues. La relation fondamentale s'écrit \(N_p/N_s = V_p/V_s = I_s/I_p\).
Comment utiliser ce calculateur
Saisissez la tension primaire (Vp) et la tension secondaire (Vs). Le calculateur affiche aussitôt le rapport de transformation et vous indique s'il s'agit d'un transformateur élévateur (step-up) ou abaisseur (step-down). En option, indiquez le nombre de spires au primaire (Np) pour calculer le nombre de spires nécessaire au secondaire (Ns), ainsi que le courant primaire (Ip) pour obtenir le courant secondaire (Is).
La formule expliquée
Le rapport vaut $$a = \frac{V_p}{V_s}$$ Un rapport supérieur à 1 signifie que la tension secondaire est plus faible que la tension primaire : c'est un transformateur abaisseur. Un rapport inférieur à 1 indique que la tension de sortie est plus élevée : c'est un transformateur élévateur. Comme la puissance se conserve (\(V_p \cdot I_p = V_s \cdot I_s\) dans un transformateur idéal), le courant varie en sens inverse : \(I_s = I_p \times a\), et le nombre de spires au secondaire \(N_s = N_p / a\).
Exemple concret
Supposons Vp = 240 V, Vs = 12 V, Np = 1000 spires et Ip = 0,5 A. Le rapport de transformation $$a = 240 / 12 = 20{:}1 \text{ (abaisseur)}$$ Le nombre de spires au secondaire est $$N_s = 1000 / 20 = 50 \text{ spires}$$ Le courant secondaire vaut $$I_s = 0{,}5 \times 20 = 10 \text{ A}$$ Le secondaire, à plus basse tension, transporte donc proportionnellement plus de courant.
FAQ
Cela fonctionne-t-il pour les transformateurs élévateurs ? Oui. Indiquez une tension primaire plus faible que la tension secondaire (par exemple 120 V vers 480 V) : le rapport sera inférieur à 1, signe d'un transformateur élévateur.
Pourquoi le courant secondaire est-il supérieur au courant primaire ? La puissance entrante est égale à la puissance sortante : lorsque la tension baisse, le courant doit augmenter pour que le produit reste constant.
Est-ce valable pour de vrais transformateurs avec pertes ? Les formules supposent un transformateur idéal, sans pertes et à couplage parfait (100 %). Les appareils réels présentent de légères pertes de rendement, mais ces rapports constituent une excellente estimation pour la conception.
