Un transformateur utilise-t-il de l'énergie lorsque la sortie n'est pas sous charge?

Je lisais sur la façon dont les convertisseurs CA / CC fonctionnent avec un transformateur abaisseur, puis un pont de diodes pour convertir la tension CA inférieure et réduite en CC. Ce que je ne comprends pas, c'est que l'entrée AC semble être connectée à la bobine primaire du transformateur, comment la charge DC affecte-t-elle la puissance utilisée à partir de l'alimentation AC?

La charge CC réagit-elle d'une manière ou d'une autre et abaisse-t-elle la résistance de la bobine principale de sorte que plus de puissance puisse être consommée?

Lorsqu'il n'y a pas de charge du côté CC, la puissance passe-t-elle toujours à travers la bobine primaire CA, et si oui, pourquoi ne fond-elle pas?

La charge CC réagit-elle d'une manière ou d'une autre et abaisse-t-elle la résistance de la bobine principale de sorte que plus de puissance puisse être consommée?

Oui. Il serait cependant plus simple d'analyser une charge CA. Les diodes ne sont pas au cœur de votre question:

L'impédance de RL est également transformée, donc si vous avez un transformateur 10: 1 et RL est de 2 Ω, la source CA verra le transformateur comme une résistance de 200 Ω ($10^2⋅2$)

Lorsque le courant dans une bobine change, il crée un champ magnétique changeant. Dans le cas d'un transformateur avec une charge, cependant, le changement de champ magnétique crée un courant dans le secondaire, qui crée immédiatement son propre champ magnétique changeant dans la direction opposée, annulant le champ du primaire. Les gens ont tendance à oublier qu'un transformateur idéal n'a pas de champ magnétique lorsqu'il fonctionne . Tout changement dans le champ de l'une ou l'autre des bobines est immédiatement annulé par un changement dans l'autre.

Le "feedback" est provoqué par le même effet. Le primaire fait changer le secondaire, et le secondaire fait changer le primaire en retour.

Lorsqu'il n'y a pas de charge du côté CC, la puissance passe-t-elle toujours à travers la bobine primaire CA, et si oui, pourquoi ne fond-elle pas?

Avec rien connecté au côté secondaire, la bobine secondaire est en circuit ouvert et ne fait rien. C'est juste du métal qui se trouve à proximité. Le circuit n'est plus qu'une source de courant alternatif entraînant la bobine primaire, qui se comporte comme une inductance isolée:

Les inducteurs idéaux ne consomment aucune puissance; ils stockent simplement l'énergie temporairement dans une moitié du cycle et la remettent à l'approvisionnement de l'autre moitié. Les vraies bobines ne sont pas faites de conducteurs parfaits, cependant, et ont une certaine résistance, donc la puissance consommée par la bobine primaire sera déterminée par la résistance du fil.

En outre, il n'est pas tout à fait exact de dire que "la puissance circule toujours à travers la bobine primaire AC". Le "courant" circule dans le primaire, et la résistance du primaire à ce courant le fait "dissiper l'énergie" (ou la puissance) dans la pièce. La «puissance» est en fait la vitesse à laquelle l'énergie circule, et l'énergie circule réellement à travers l'espace vide entre les fils, pas dans les fils eux-mêmes. Une fois que vous comprenez cela, beaucoup de choses ont beaucoup plus de sens.

Un transformateur offre une résistance au flux de courant alternatif en raison du champ magnétique produit par le flux de courant. Cette "résistance CA" est appelée "impédance" et est fonction du nombre de spires, du matériau du noyau, de la distance d'air dans le noyau, des dimensions du noyau et plus encore.

Lorsqu'il n'y a pas de charge, la tension alternative appliquée fera circuler le "courant magnétisant". Cela entraînera certaines pertes dues aux pertes par courants de Foucault dans le noyau et des pertes de cuivre dues à la résistance dans l'enroulement ("I squared R loss" as power = Current ^ 2 x Resistance).

Ces pertes sont relativement faibles par rapport à la puissance à pleine charge mais pas négligeables au repos. Quelques pour cent de la puissance à pleine charge seraient généralement bons.

Lorsqu'une charge CC est appliquée, elle charge le circuit secondaire CA qui est étroitement couplé par les champs magnétiques du noyau à l'enroulement primaire. Ainsi, la résistance de charge CC apparaît comme s'il s'agissait d'une charge d'impédance CA du côté primaire et la puissance d'entrée augmente pour répondre à la charge.

Si vous appliquez DC (plutôt que AC) à un enroulement de transformateur, il n'y a pas de changement de champ magnétique en cours, il n'y a pas d'impédance en raison du champ magnétique variable et le courant est limité par la résistance qui est faible par rapport à l'impédance qui devrait être générée. . Si l'alimentation CC a suffisamment de puissance musculaire, le transformateur "fond juste".

L'énergie fournie au primaire va à:

1. La charge secondaire, hors grossier, nulle si pas de charge,

2. Pertes de cuivre: pertes IR primaires et secondaires de résistance d'enroulement. Si le secondaire n'a pas de charge, cette partie de la perte est nulle.

3. Perte de fer: A. Pour faire tourner le flux magnétique dans un sens et dans l'autre, le fer a besoin d'un courant magnétisant. Ce courant génère une partie de la perte IR en perte primaire,

3B. Les propriétés magnétiques du fer sont "collantes" en ce sens que le magnétisme résiduel reste une fois magnétisé, et de l'énergie doit être dépensée pour le retirer avant qu'il ne change son orientation. Le cycle est une perte d'hystérésis, qui devient de la chaleur.

3C. Le flux magnétique induit des «courants de Foucault» circulant le long de la circonférence du noyau de fer se terminant par une perte IR, le R étant la résistance du fer le long de la section transversale. La stratification du noyau augmente la résistance effective, car maintenant la tension d'induction sur le stratifié «mince» est plus petite, le chemin d'écoulement est plus long.

Si un transformateur n'a pas de charge sur le secondaire, il n'y a pas de consommation de courant. Peut-être des fuites, mais c'est minuscule. Si vous voyez le transformateur comme une inductance, cela impliquera que l'enroulement du transformateur bloque AC et passe DC. Contre la capacité qui bloque DC et passe AC. Ainsi, une inductance est simplement une résistance alternative. Si vous faites le calcul de la loi des ohms, votre tension est constante, la résistance de la bobine change donc lorsque vous ajoutez une charge à l'enroulement secondaire. C'est comme compléter le circuit permettant à plus de courant de circuler.