Un transformateur est un composant de base des circuits électroniques qui augmente ou diminue la tension. Ceci est accompli grâce à deux enroulements de fil de cuivre, les bobines primaire et secondaire, autour d’un aimant continu, appelé le noyau. Les pertes de transformateur font référence à l’énergie électrique perdue lors de l’augmentation ou de la diminution de la tension.
Une autre façon de voir cela est que rien n’est gratuit dans l’électronique qui fonctionne à des températures de fonctionnement normales. La quantité d’énergie mise dans l’enroulement primaire du transformateur sort toujours plus faible dans l’enroulement secondaire. La bobine primaire ne touche pas physiquement la bobine secondaire, comme on pourrait s’y attendre dans d’autres types de connexions électriques. La connexion se fait en fait par le champ magnétique et son interaction avec les électrons. Cette connexion est connue sous le nom d’induction, ce qui est logique car le champ magnétique induit ou fait passer l’électricité de la bobine primaire au secondaire.
Les pertes du transformateur sont le résultat direct de l’induction magnétique et peuvent être prédites mathématiquement. Pour comprendre cela, on peut considérer à quoi ressemble un champ magnétique. Si la limaille de fer est dispersée sur un morceau de papier rigide placé sur un aimant, la limaille de fer forme des lignes courbes. L’électricité est perdue dans les transformateurs parce que les lignes magnétiques incurvées transportent une partie de l’énergie à l’air libre et dans les matériaux environnants plutôt que directement vers la bobine secondaire.
Lorsque les gens découvrent pour la première fois les pertes de transformateur, la réaction peut être que les transformateurs sont trop inefficaces pour être bons. Le défi technique, cependant, est de réduire les pertes du transformateur à des quantités sans importance dans le reste du circuit. Les transformateurs varient en taille, du très petit que l’on trouve sur les cartes mères d’ordinateur au très grand utilisé dans les centrales électriques industrielles. Les gros transformateurs peuvent se permettre de perdre plus d’énergie que leurs homologues plus petits.
L’énergie thermique est un résultat important des pertes du transformateur. Les électrons perdus interagissent avec les matériaux qui les entourent, y compris certains gaz dans l’air, et c’est de là que provient la chaleur. Si la chaleur n’est pas évacuée assez rapidement, le transformateur pourrait éclater et, dans les modèles plus grands, exploser. Des éclats et des explosions peuvent également se produire si une pointe de puissance électrique relativement importante est poussée dans la bobine primaire. C’est pourquoi les mathématiques doivent d’abord être exécutées pour déterminer les limites de fonctionnement d’une conception de transformateur particulière.