Le transformateur

Comment peux-tu utiliser la même prise électrique pour charger ton téléphone et alimenter ton téléviseur? La prise murale a 230 volts, mais le téléphone n'en a pas besoin de plus de cinq volts. Pourquoi le téléphone ne brûle-t-il pas avec cette haute tension? Non, il ne s'enflamme pas, donc quelque chose doit se passer avec le téléphone. Il est temps d'ouvrir le boîtier et découvrir ce qu'il contient.

Nous voulons réduire la tension de 230 volts dans la prise à cinq volts, pour recharger le téléphone. Pour nous aider à réduire la tension, nous avons un morceau de fer. Et autour de ce noyau de fer, il y a du fil de cuivre enroulé de chaque côté. Si tu regardes attentivement, tu verras qu'il y a plus de spirales à gauche qu'à droite. Lorsqu'un conducteur est enroulé comme ça, on l'appelle une bobine.

Maintenant, branchons la prise pour obtenir une certaine tension sur la bobine gauche. Un courant se déplace maintenant à travers le fil de cuivre et un courant se déplaçant à travers un conducteur crée un champ magnétique autour de ce conducteur. Si tu as déjà construit un électroaimant, tu sais comment ça fonctionne. En enroulant le fil de cuivre de plusieurs spirales dans la bobine, le champ magnétique est amplifié et devient vraiment fort à l'intérieur de la bobine. Plus nous avons de tours, plus le champ magnétique est puissant.

Et comme on introduit un courant alternatif dans la bobine, il change de direction d'avant en arrière. Donc, le champ magnétique fait la même chose. Le noyau de fer à l'intérieur de la bobine rend le champ magnétique encore plus fort et permet au champ magnétique de se propager de l'autre côté où se trouve également une bobine. Maintenant, le champ magnétique change également à l'intérieur de la bobine droite. La bobine est tellement contente de ça, qu'elle continue de danser.

Les électrons à l'intérieur du conducteur en cuivre ont détecté le champ magnétique et ils ont commencé à se déplacer. Et les électrons en mouvement constituent un courant électrique. Nous avons induit un courant dans la bobine droite. À gauche, un courant crée un champ magnétique et à droite, le champ magnétique crée un courant. Le noyau de fer augmente le champ magnétique et le transfère d'une bobine à l'autre. Pas mal, hein?

Si tout ce que nous voulions était de transférer un courant, nous aurions pu aussi bien câbler un conducteur de gauche à droite et voilà. Mais on veut aussi réduire la tension. C'est pourquoi le nombre d'enroulements du conducteur dans chaque bobine est important. Le côté avec le plus de spirales aura la tension la plus élevée. Et on veut réduire la tension, il doit donc y avoir moins de spirales dans la bobine droite que dans la bobine gauche.

La bobine gauche, que le courant atteint en premier, s'appelle la bobine primaire, et celle de droite est la bobine secondaire. On a 230 volts dans la bobine primaire. Si on veut le diviser en deux, on a besoin de deux fois moins de tours dans la bobine secondaire que dans la bobine primaire. Mais on veut passer de 230 volts à cinq volts, donc on l'écrit comme une fraction. Tension secondaire divisée par la tension primaire.

Si on sait que la bobine primaire a 460 tours, combien de tours la bobine secondaire doit-elle avoir? Appelez le nombre de tours dans la bobine secondaire X et résolvez l'équation. La bobine secondaire doit avoir dix tours pour réduire la tension, et charger le téléphone. Maintenant, on a transformé la tension de 230 à 5 volts. Si on enroule la bobine droite en utilisant plus de tours - disons 920 tours - alors on augmente la tension.

Mais attends, d'où vient cette augmentation de tension ? On ne peut pas créer plus d'énergie à partir d'une fine couche, n'est-ce pas? Eh bien, lorsque on augmente la tension, le courant est réduit. Doubler la tension signifie réduire de moitié l'ampérage. Eh bien, pas exactement.

Une partie de l'énergie s'échappe sous forme de chaleur. Sens-le toi-même. Un transformateur, une bonne chose à avoir si tu veux augmenter ou diminuer la tension d'un courant alternatif. Ou, pour réchauffer tes pieds lors d'une froide matinée.