On peut débobiner une partie des spires d'un transfo torique pour abaisser la tension de sortie à la valeur souhaitée. En effet, la tension secondaire d'un transfo (torique ou cubique) est proportionnelle au nombre de spires du secondaire. On peut donc réduire de 0 à 100% la tension secondaire souhaitée.
Démonter un transformateur torique pour abaisser la tension
Un transfo torique possède un bobinage du ruban plastique transparent isolant. Il faut le couper et débobiner le ruban en plastique pour accéder au bobinage du secondaire qui est le plus extérieur. Une fois que le ruban isolant est enlevé, on peut attaquer le débobinage du secondaire. Le démontage est plutôt facile et presque ludique !
Transfo torique 50 VA avec spires débobinées à la main
En démontant le secondaire, on voit apparaître le bobinage du primaire : les spires sont nombreuses et le fil est plus fin. En effet, le courant qui circule dans le primaire est plus faible pour un transfo abaisseur (la plupart des transfos sont abaisseurs pour alimenter l'électronique habituelle avec du 12 V, du 24 V, etc).
De plus près, l'enroulement primaire sous une couche de ruban isolant supplémentaire. C'est cet isolant qui assure la sécurité électrique du transfo : il isole le primaire (relié au secteur) du secondaire (qu'on peut toucher).
Enroulement primaire (caché sous le secondaire) du transfo torique
Ci dessous, un autre exemple de transfo où on voit le primaire :
Bobinage primaire
Exemple de débobinage de transfo torique
Le transfo présenté ici fournissait 24 V et on souhaite abaisser cette tension à 18 V. Il faut donc retirer 25 % des spires proportionnellement à la réduction de tension souhaitée : de 24 V à 18 V.
En pratique, on peut commencer par retirer un certain nombre de spires, couper le fil qui dépasse, gratter le verni et mesurer la nouvelle tension obtenue par rapport à l'autre extrémité qu'on n'a pas modifiée. On peut par exemple obtenir 20 ou 21V. C'est la bonne voie, il faut continuer à enlever des spires ! Mieux vaut être prudent et débobiner au fur et à mesure et faire des mesures de tensions au voltmètre pour ne pas débobiner trop de spires.
Le résultat final peut être ajusté à la spire près, si on veut :
Tension de sortie abaissée à 18 V
Il faut savoir que la tension secteur 230 V a sa propre tolérance de 10 %. Il n'est pas forcément pertinent de chercher une précision de 1 % sur la tension de sortie.
Autre méthode sur le transfo torique
Si on ne souhaite pas débobiner toutes ces spires, on peut faire une toute petite entaille au cutter sur un endroit judicieux du secondaire et mesurer la tension présente entre cet endroit et l'une ou l'autre extrémité du secondaire. Le but de l'entaille est d'atteindre le cuivre de la spire. Si on a de la chance, on aura visé juste, sinon, il faut recommencer un peu à côté pour trouver la bonne tension.
Puissance nominale du transfo et courant après modification
Comme la section du fil du secondaire n'a pas changé, le courant nominal qu'on peut en tirer reste à peu près la même. Cependant, il y a un petit avantage. L'effet Joule total sera réduit pour 2 raisons :
- résistance DC du secondaire réduite proportionnellement à la longueur du fil du secondaire (donc à son nombre de spires, donc à sa tension de sortie)
- courant consommé au primaire réduit pour un même courant secondaire (rapport de transfo plus important).
On peut donc consommer un peu plus de courant sur les spires secondaires restantes... En effet, l'effet Joule se répartira un peu plus sur le primaire et un peu moins sur le secondaire raccourci.
Un transfo 24 V / 4 A (96 VA) pourra devenir 12 V / 5 A (60 VA) par exemple.
En tous les cas, la puissance nominale du transfo est diminuée avec la méthode du débobinage.
Mesure de la tension par spire du transfo
La tension par spire est proportionnelle à la tension qui arrive au primaire. Il y a une tension par spire maximale à ne jamais dépasser sinon le transfo sature (saturation magnétique) et le courant primaire devient grand et incontrôlé. Sur la plupart des transfos du commerce, il y a une marge de 15 à 20 %. On pourrait donc les alimenter jusqu'à 280 V environ ou retirer 15 à 20 % des spires du primaire à 230 V. Les 230 V doivent se répartir sur un nombre minimum de spires. On ne peut pas faire un transfo avec seulement quelques spires ! Cette tension par spire dépend de la fréquence (ici 50 Hz), du matériau magnétique du noyau du transfo (champ magnétique B maximum) et de sa surface de section (liée à la taille du transfo). Pour plus de détails sur la saturation magnétique des transfos :
La saturation magnétique sur un transformateur
Par curiosité, on peut mesurer la tension par spire sur le transfo. Il faut placer le voltmètre en position AC, faire passer un cordon dans le transfo torique et le relier à l'autre cordon pour fermer la boucle.Ici, on mesure 112 mV.
Tension par spire pour le transfo torique 50 VA
Une spire correspond au passage du cordon une fois dans le transfo. Peu importe la surface de la boucle qui se fait entre les cordons du voltmètre. En jouant sur les cordons du voltmètre, on voit que cette tension ne varie absolument pas.
Pour se convaincre du résultat, on peut répéter l'opération avec 2 spires et s'attendre à mesurer le double (2 x 112 mV = 224 mV) :
Tension pour 2 spires pour le transfo torique 50 VA
Et de même avec 3 spires : 3 x 112 mV = 336 mV) :
Tension pour 3 spires pour le transfo torique 50 VA
On constate que la tension par spire vaut 112 mV. On vérifie bien qu'il y a 224 mV pour 2 spires et 336 mV pour 3 spires.
On peut aussi mesurer le courant de court-circuit. Vous serez surpris(e), il peut facilement atteindre plusieurs Ampères alors que la tension à vide n'était que de 100 mV environ...
Un transfo plus puissant possède un noyau magnétique de plus grande section et aura une tension par spire plus élevée. On peut se contenter (et les fabricants le font bien sur !) de moins de spires sur un plus gros transfo.
Nombre de spires au primaire du transfo
Cela permet de déduire le nombre de spires du primaire du transfo. En effet, il y a 112 mV par spire et la tension aux bornes du primaire est de 230 V.
Le primaire est donc fait de 230 / 0,112 = 2054 spires environ. Plus facile de déduire ce nombre de spires comme ça que de les débobiner et les compter une à une...
Conclusion
Sans aucun frais ni composants, il est possible de débobiner à la main un transfo torique pour abaisser la tension de sortie à la valeur souhaitée.
