C'est la raison pour laquelle les transformateurs utilisent des tôles d'acier au silicium pour leurs noyaux.

Pour réduire un autre type de perte de fer : « perte par courants de Foucault ». Lorsqu'un transformateur fonctionne, il y a un courant alternatif dans les bobines et le flux magnétique qu'il génère est, bien sûr, également alternatif. Ce flux magnétique changeant induit un courant dans le noyau de fer. Le courant induit dans le noyau de fer circule dans un plan perpendiculaire à la direction du flux magnétique, d'où le nom de courants de Foucault. La perte par courants de Foucault provoque également un échauffement du noyau de fer.

Pourquoi les tôles d'acier au silicium sont-elles utilisées pour les noyaux de transformateur ? Ses avantages :

Les noyaux de transformateur courants sont généralement constitués de tôles d'acier au silicium. L'acier au silicium est un type d'acier allié au silicium (également appelé siliciure), avec une teneur en silicium de 0,8 à 4,8 %. L'acier au silicium est utilisé pour les noyaux des transformateurs car il s'agit d'un matériau magnétique hautement perméable. Dans une bobine sous tension, il peut produire une intensité d'induction magnétique plus grande, permettant ainsi de réduire la taille du transformateur.

Nous savons que les transformateurs réels fonctionnent toujours dans des conditions de courant alternatif. La perte de puissance se produit non seulement dans la résistance des bobines mais également dans le noyau de fer sous magnétisation par courant alternatif. La perte de puissance dans le noyau de fer est généralement appelée « perte de fer », qui est causée par deux facteurs : « perte par hystérésis » et « perte par courants de Foucault ».

La perte par hystérésis est la perte de fer provoquée par le phénomène d'hystérésis lors du processus de magnétisation du noyau de fer. L'ampleur de cette perte est directement proportionnelle à la surface délimitée par la boucle d'hystérésis du matériau. L'acier au silicium a une boucle d'hystérésis étroite, donc son utilisation pour les noyaux de transformateur entraîne moins de perte d'hystérésis, ce qui réduit considérablement la génération de chaleur.

Puisque l’acier au silicium présente les avantages ci-dessus, pourquoi ne pas utiliser un bloc solide d’acier au silicium pour le noyau, au lieu de le transformer en feuilles ?

En effet, le noyau laminé peut réduire un autre type de perte de fer : la « perte par courants de Foucault ». Lorsqu'un transformateur fonctionne, il y a un courant alternatif dans les bobines et le flux magnétique qu'il génère est, bien sûr, également alternatif. Ce flux magnétique changeant induit un courant dans le noyau de fer. Le courant induit dans le noyau de fer circule dans un plan perpendiculaire à la direction du flux magnétique, d'où le nom de courants de Foucault. La perte par courants de Foucault provoque également un échauffement du noyau de fer. Pour réduire les pertes par courants de Foucault, le noyau du transformateur est constitué de tôles d'acier au silicium empilées et isolées les unes des autres. Cela force les courants de Foucault à circuler selon des trajets étroits et allongés à travers des sections transversales plus petites, augmentant ainsi la résistance dans le trajet des courants de Foucault. Simultanément, le silicium présent dans l'acier augmente la résistivité du matériau, réduisant ainsi davantage les courants de Foucault.

Les noyaux de transformateur sont généralement fabriqués à partir de tôles d'acier au silicium laminées à froid de 0,35 mm d'épaisseur. Ces feuilles sont découpées en bandes rectangulaires selon les dimensions requises du noyau, puis empilées en forme de « E » ou de « I ». Théoriquement, pour minimiser les courants de Foucault, des tôles d'acier au silicium plus fines et des bandes plus étroites seraient plus efficaces. Cela réduirait non seulement les pertes par courants de Foucault et l’augmentation de la température, mais permettrait également d’économiser de l’acier au silicium. Cependant, dans la pratique, lors de la fabrication de noyaux en acier au silicium, on ne peut pas uniquement prendre en compte ces avantages, car cela augmenterait considérablement le temps de fabrication et réduirait la section transversale effective du noyau. Par conséquent, lors de la fabrication de noyaux de transformateur à partir de tôles d'acier au silicium, les circonstances spécifiques doivent être prises en compte et une balance des avantages et des inconvénients doit être pesée pour sélectionner les dimensions appropriées.