Transducteur de courant et transformateur de courant – similitudes et différences

Dans le domaine de l'énergie électrique et de l'automatisation de la mesure, une question se pose souvent : quelle est la différence entre un transmetteur de courant et un transformateur de courant et quand utiliser chacun de ces appareils ? Bien que les deux aient une fonction de mesure, leur fonctionnement et leur utilisation diffèrent légèrement.

Le transformateur de courant est un élément électromagnétique qui convertit un courant primaire élevé en un courant secondaire proportionnel de valeur plus faible. Cela permet de mesurer de grands courants à l'aide de compteurs ayant des plages de mesure plus petites, par exemple 5 A ou 10 A.

Le transmetteur de courant, quant à lui, est un appareil de mesure qui non seulement réduit la valeur du courant, mais le convertit également en un signal électrique normalisé – analogique (par ex. 0…20 mA, 4…20 mA, 0…10 V) ou numérique (par ex. Modbus).

Courant et mesure en pratique

Le courant électrique dans un circuit peut atteindre plusieurs centaines d'ampères. Il n'est pas possible de mesurer en toute sécurité de telles valeurs avec un simple ampèremètre. Les transformateurs de courant interviennent ici, réduisant le courant primaire à une valeur nominale, par exemple 5 A, grâce aux enroulements primaire et secondaire et au noyau ferromagnétique.

Les transmetteurs de courant, en revanche, permettent non seulement la mesure, mais aussi la surveillance et la transmission de la valeur du courant vers des contrôleurs, des systèmes de gestion de l'énergie ou des appareils de mesure situés loin du circuit contrôlé.

Principe de fonctionnement du transformateur de courant

Le principe de fonctionnement du transformateur de courant repose sur l'induction électromagnétique. Le courant circulant dans l'enroulement primaire crée un champ magnétique dans le noyau, qui induit un courant dans l'enroulement secondaire. La valeur du courant secondaire dépend du rapport de transformation, c’est-à-dire du rapport entre le nombre de spires de l'enroulement secondaire et primaire.

Ainsi, un courant primaire de 200 A peut être transformé en courant secondaire de 5 A, qui peut être mesuré en toute sécurité avec un ampèremètre ou fourni à un compteur d'énergie électrique.

Transmetteur de courant – fonctionnement et rôle

Le transmetteur de courant fonctionne différemment. Sa tâche est non seulement de réduire la valeur du courant, mais également de le convertir en un signal électrique adapté à un traitement ultérieur. Cela peut être :

• un signal de courant 4…20 mA ou 0…20 mA,
• un signal de tension 0…10 V,
• un signal numérique transmis via un protocole de communication.

Les transmetteurs de courant sont donc plus polyvalents – ils peuvent être directement connectés aux contrôleurs, aux appareils de mesure ou aux systèmes SCADA.

Différences entre transmetteurs et transformateurs

En pratique, il existe des différences claires entre les transmetteurs et les transformateurs :

1. Le transformateur de courant réduit le courant à une valeur nominale, généralement 5 A ou 1 A, et est principalement utilisé pour alimenter des ampèremètres, des compteurs d'énergie et des dispositifs de protection électrique.

2. Le transmetteur de courant convertit le courant mesuré en un signal de sortie normalisé, ce qui le rend facile à utiliser dans les systèmes de surveillance et de contrôle.

3. Le transformateur de courant fonctionne uniquement sur le principe de l'induction magnétique, tandis que le transmetteur peut utiliser des circuits électroniques et un traitement supplémentaire du signal.

4. Le transmetteur assure une isolation galvanique et une plus grande résistance aux interférences, ce qui est crucial dans les applications industrielles.

Transmetteurs et transformateurs dans la mesure du courant AC et DC

Les transformateurs de courant sont principalement utilisés pour mesurer les courants alternatifs (AC). Leur utilisation pour le courant continu (DC) est limitée, car leur fonctionnement repose sur les variations du flux magnétique.

En revanche, les transmetteurs de courant peuvent être conçus pour les courants AC et DC. Ils trouvent donc des applications dans les systèmes photovoltaïques, les batteries ou pour la mesure du courant dans les appareils électroniques.

Classe de précision et paramètres de mesure

Chaque transformateur de courant et transmetteur de courant a une classe de précision qui indique à quel point il reproduit fidèlement les valeurs mesurées. Pour les transformateurs, la classe de précision dépend de la charge secondaire et du rapport de transformation.

Pour les transmetteurs, les paramètres importants sont :

• la plage de mesure du courant primaire (par ex. 0…20 A),
• le type de signal de sortie,
• l'isolation galvanique,
• la résistance aux interférences électromagnétiques.

Applications des transformateurs de courant

Les transformateurs de courant sont principalement utilisés dans le secteur de l'énergie et les installations haute tension. Leurs principales fonctions sont :

• permettre la mesure de forts courants avec des compteurs ayant des plages plus petites,
• alimenter les compteurs d'énergie électrique,
• coopérer avec les dispositifs de protection et de sécurité,
• surveiller la charge des lignes électriques.

Grâce aux transformateurs de mesure, il est possible de mesurer le courant à distance du circuit contrôlé.

Applications des transmetteurs de courant

Les transmetteurs de courant sont principalement utilisés dans :

• l'automatisation industrielle,
• les systèmes de surveillance de la consommation d'énergie,
• les circuits d'alimentation DC et AC,
• les automates PLC et systèmes SCADA,
• la protection des appareils contre les surcharges.

Ils sont indispensables lorsque la simple mesure du courant secondaire ne suffit pas, mais qu'un signal pour un traitement ultérieur est également nécessaire.

Exemple d'application – 5 A et 20 A

Dans de nombreuses applications, le standard est le transformateur de courant 5 A, qui réduit un courant primaire de 200 A à un courant secondaire de 5 A. Ce courant normalisé peut être fourni à un ampèremètre ou à un compteur.

Le transmetteur de courant, quant à lui, peut mesurer des valeurs jusqu'à 20 A et les convertir en un signal de sortie 4…20 mA ou 0…10 V, qui est ensuite envoyé au contrôleur. Cela permet une surveillance précise du processus technologique et une réaction rapide aux changements de charge.

Résumé – transmetteurs et transformateurs ensemble

Les transformateurs de courant et les transmetteurs de courant ne se concurrencent pas, mais complètent leurs usages respectifs. Le transformateur permet de mesurer de forts courants avec des compteurs à plage réduite, tandis que le transmetteur fournit un signal électrique normalisé pour une analyse et un contrôle ultérieurs.

Le choix entre ces appareils dépend des exigences spécifiques – faut-il uniquement mesurer, ou également fournir un signal de sortie compatible avec les systèmes d'automatisation et les contrôleurs.

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