Les concepteurs qui développent des installations énergétiques accordent une attention particulière à la réduction de l'importance ou à l'élimination complète des facteurs défavorables qui accompagnent le fonctionnement de tels dispositifs. Et pourtant, certains des effets négatifs ne peuvent pas être complètement éliminés. L'un d'eux est le bruit et le bourdonnement des transformateurs.
Le principe de fonctionnement du transformateur
Un transformateur est un appareil technique qui transfère l'énergie électrique d'une bobine fixe à une autre bobine du même type, qui n'est pas connectée à la première de manière électrique. L'énergie est transmise à travers un flux magnétique reliant les enroulements et changeant continuellement sa direction et sa magnitude ("Génie électrique élémentaire pour les radioamateurs", AD Batrakov, 1950).
Lorsqu'un courant alternatif circule dans la bobine primaire, il crée un champ magnétique. De puissantes lignes de force de ce champ pénètrent non seulement dans le premier, mais également dans le deuxième enroulement du transformateur. Les lignes sont solidement fermées autour des conducteurs, qui deviennent magnétiquement plutôt qu'électriquement connectés.
Le degré de connexion entre les deux bobines est déterminé par la distance qui les sépare.
Lorsque les extrémités de la bobine secondaire sont connectées à un consommateur d'électricité, un courant électrique apparaît dans le circuit et le dispositif inclus dans le circuit reçoit de l'énergie. En raison de la différence dans le nombre de tours des bobines primaire et secondaire, toute tension requise peut être obtenue à la sortie. Ceci est considéré comme la principale propriété utile de tout transformateur.
Pourquoi le transformateur fait du bruit
Les transformateurs de courant de puissance haute puissance sont une source de bruit nocif qui peut souvent être ressenti dans les environnements industriels. Le bruit qui ressemble à un bourdonnement est le plus souvent causé par de fortes vibrations des éléments actifs de l'appareil, qui sont amplifiées par des phénomènes de résonance.
Pourquoi des vibrations se produisent-elles ? Dans la plupart des cas, cela est dû à un phénomène appelé magnétostriction. Cet effet est une sorte de déformation du réseau cristallin qui constitue le matériau magnétique. La magnétostriction se produit lors de la magnétisation des éléments structurels, au cours de laquelle l'induction augmente, provoquant le déplacement des cristaux du matériau.
Les cristaux commencent à tourner, de sorte que les dimensions linéaires du métal changent avec une périodicité élevée. C'est ce phénomène qui conduit aux vibrations et au bruit.
Une autre raison du bourdonnement du transformateur est la manifestation de forces magnétiques. Cet effet est particulièrement prononcé au niveau des articulations des éléments du dispositif. Des feuilles individuelles du noyau du transformateur sont pliées par ces forces transversales, générant une onde sonore et augmentant l'effet magnétostrictif. Le transformateur se met à bourdonner intensément.
Le niveau de bruit des transformateurs dépend directement de leurs dimensions et de leur poids. La longueur de la tige du système magnétique, ainsi que la qualité de l'acier, peuvent affecter la force sonore. L'entrée du système en résonance ou l'endommagement des spires de la bobine peut augmenter considérablement le bruit du transformateur en fonctionnement.
