abcd a écrit:
Bonjour
Que faut-il penser de cette affaire de tôles 2 par deux ?
Ce qu'on en pense est une chose, les effets en sont une autre.
La permière question à se poser est: à quoi le noyau de fer sert il ?
Il sert à obtenir une inductance primaire suffisante pour l'application envisagée tout en conservant un volume acceptable.
Et pourquoi l'inductance doit elle être suffisante ?
Parcequ'elle représente en quelque sorte la résistance équivalente au courant alternatif. Plus elle est grande, plus le courant à vide d'un transfo d'alim s'en trouve réduit, moins le transfo tend à "court circuiter" les fréquences les plus basses.
Il est parfaitement possible de réaliser des transfos d'alimentation fonctionnant à 50Hz ou des transfos de sortie qui passent 30Hz sans utiliser de circuit magnétique à base de fer ou dérivés.
Simplement, ils deviennent énormes et lourds parcequ'une inductance minimum (l'inductance est le carré du nombre de spires multiplié par la perméabilité du noyau) impose beaucoup de spires si la perméabilité est faible. Donc beaucoup de cuivre de diamètre important pour que la résistance des enroulements reste raisonnable.
La moindre tôle à ferrer les anes présente une perméabilité au moins 500 à 1000 fois supèrieure à celle de l'air, ce qui permet d'employer moins de spires en conservant la même inductance.
Un simple morceau de fer introduit dans une bobine devrait donc en augmenter l'inductance.
C'est vrai, mais il se trouve que le fer est aussi un conducteur électrique et qu'il se comporte alors comme une spire en court circuit.
C'est pouquoi il est fractionné en petits morceaux isolés les uns des autres.
Les premières bobines employaient du fil de fer verni, chacun étant ainsi isolé de sont voisin.
Puis sont apparues les tôles, de plus en plus fines, chacune toujours isolée de sa voisine soit par interposistion d'une mince feuille de papier, soit, plus tard par vernissage, puis par oxidation supperficielle (recuit).
Les noyaux toriques sont obtenus en enroulant un ruban de tôle sur un mandrin avec introduction d'une colle quelconque qui isole chaque spire de sa voisine et rend le tout compact.
Si on utilise un mandrin rectangulaire, on peut couper la pièce ainsi obtenue et on a un noyau en C (ou plutôt deux demi noyaux qui pourront être insérés dans une bobine. Il est important de conserver les paires originales afin que les coupes s'ajustent au mieux lors de leur "réassembalge")
Il existe donc deux familles de noyaux.
Les "monoblocs" comme les tores et les "démontables" comme les C ou les tôles, EI, UI, M, etc... ainsi nommés selon leur forme.
Avec les monoblocs, on doit enrouler le cuivre en le passant dans le noyau alors qu'avec les démontables, on "reconstitue" le noyau aprés bobinage. Le reconstitution n'est jamais parfaite et on introduit toujours un entrefer, c'est à dire une coupure, parasite.
La conséquence est une réduction de la perméabilité et donc de l'inductance.
Ceci augmente donc le courant à vide d'un transfo d'alim ou court circuite partiellement le signal aux fréquences les plus basses dans le cas d'un transfo de sortie.
En pratique, quand on reconstitue un noyau de tôles, on introduit toujours un entrefer parasite du fait des tolérances mécaniques mais si le flux magnétique trouve un chemin proche (la tôle voisine par exemple) l'effet est moins marqué que s'il il doit "sauter" 2 ou trois tôles dans le cas ou elles seraient empilées 2 par 2 ou 5 par 5.
A partir de la perméabilité du noyau, on peut donc déterminer le nombre de spires nécessaires (et minimum) pour obtenir l'inductance souhaitée.
Mais le noyau de fer a un défaut majeur: sa perméabilité n'est pas constante et varie selon la densité du flux magnétique qu'il subit.
Kesaco ? : l'induction ou le flux magnétisant.
La perméabilité est faible pour les faibles inductions, elle croit jusqu'à un maximum, puis s'effondre aux fortes inductions.
Cette variation non linéaire est source de distortions.
Cette induction s'exprime en Tesla et augmente avec la tension par spire ainsi qu'avec l'inverse de la fréquence (on peut dire aussi, diminue avec la fréquence).
ELLE EST COMPLETEMENT INDEPENDANTE DU MATERIEAU CONSTITUANT LE NOYAU ET A FORTIORI DE SA PERMEABILITE
**Note** Il existe une autre approche faisant intervenir le cycle d'hystérésis du fer, le raisonnement est différent mais aboutit aux mêmes conclusions.
Finalement, le nombre de spires minimum est déterminé par la fréquence de fonctionnement la plus basse et l'inducton maximale admise, laquelle dépend de la qualité de la tôle et de sa section.
On constate alors, aprés calculs, que ce minimum est toujours supèrieur à celui qui aurait été strictement nécessaire pour obtenir une inductance suffisante.
On peut donc se permettre de perdre un peu de perméabilité en introduisant, volontairement ou non, un entrefer, par exemple en empilant les tôles par 2 ou plus.
En présence d'un courant continu parasite (cas d'un Single Ended), le problème est compètement différent, mais "ceci est une autre histoire".
Yves
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