A transformateur Variac Il s'agit d'un autotransformateur variable qui fournit une tension de sortie alternative réglable en continu à partir d'une tension d'entrée alternative fixe. Contrairement à un transformateur classique doté d'enroulements primaires et secondaires fixes, un variac utilise un seul enroulement continu et un mécanisme à balais rotatifs qui permet de régler la tension de sortie entre zéro et environ 117% de la tension d'entrée. Ce guide explique le fonctionnement d'un variac, comment en choisir un, comment le câbler et où l'installer dans votre atelier, votre laboratoire ou votre chaîne de production.
Le terme « Variac » est une marque déposée de General Radio, apparue en 1934, qui est depuis devenue le nom générique désignant tout autotransformateur à tension variable. Techniquement, un variac est un autotransformateur à tension variable doté d'un noyau toroïdal, d'un enroulement à une seule couche et d'un balai de carbone qui établit un contact glissant avec la surface exposée de l'enroulement.
À mesure que le balai se déplace le long de l'enroulement, le nombre de spires entre la borne commune et le balai varie, ce qui entraîne une variation proportionnelle de la tension de sortie. Cela permet un réglage continu et sans à-coups de la tension, contrairement aux transformateurs à prises qui passent par des niveaux de tension discrets.
Un variac est souvent appelé un transformateur réglable, un transformateur de tension réglable, ou un transformateur CA à tension variable. Tous ces noms désignent la même catégorie d'appareils. Leur caractéristique principale est le bouton rotatif qui permet de régler manuellement la tension en temps réel.
Le principe de fonctionnement d'un variac est simple dès lors que l'on comprend la disposition physique de ses composants.
Un variac utilise un noyau magnétique toroïdal (en forme de beignet) fabriqué à partir d'une bande d'acier au silicium à grains orientés, enroulée en un anneau continu. Le noyau ne comporte aucun entrefer, ce qui minimise les fuites de flux magnétique et garantit un rendement élevé. Une seule couche de fil de cuivre émaillé est enroulée sur toute la circonférence du noyau.
Une fois l'enroulement terminé, l'isolation est meulée sur la surface supérieure du fil en suivant une trajectoire circulaire, ce qui met à nu le cuivre. C'est sur cette trajectoire que la brosse établit le contact électrique. On obtient ainsi un enroulement dont chaque spire peut servir de point de prise, ce qui offre une résolution pratiquement infinie pour le réglage de la tension de sortie.
Une brosse en carbone-graphite, montée sur un bras rotatif fixé au bouton du panneau avant, appuie contre la piste d'enroulement exposée. Lorsque vous tournez le bouton, le balai glisse d'une spire à l'autre. Le balai présente une résistance électrique relativement élevée par rapport à l'enroulement en cuivre, ce qui remplit une fonction importante : lorsque le balai relie deux spires adjacentes, cette résistance l'empêche de se comporter comme une spire court-circuitée qui risquerait de surchauffer.
La tension de sortie est mesurée entre les borne commune (une extrémité de l'enroulement) et le borne à balais. En tournant le bouton de l'extrémité commune vers l'extrémité opposée, on augmente progressivement le nombre de spires du circuit de sortie, ce qui fait passer la tension de zéro à environ la tension du réseau. Sur les modèles dotés d'une fonction de surtension, une partie de l'enroulement s'étend au-delà de la prise d'entrée, permettant d'obtenir une tension de sortie pouvant atteindre environ 117% de la tension d'entrée.
La relation de tension suit le rapport de transformation standard :
| Position du bouton | Nombre de spires dans le circuit de sortie | Tension de sortie (pour une tension d'entrée de 220 V) |
|---|---|---|
| À fond dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (0%) | ~0 | ~0 V |
| Quart de tour (25%) | ~25% d'enroulement | ~55 V |
| Moyenne gamme (50%) | ~50% d'enroulement | ~110 V |
| Quart de tour (75%) | environ 751 TP3T d'enroulement | ~165 V |
| À fond dans le sens des aiguilles d'une montre (100%) | ~100% d'enroulement | ~220 V |
| Position de surtension (117%) | ~117% d'enroulement | ~257 V |
La sortie est une onde sinusoïdale pure dont la fréquence correspond à celle de l'entrée. Elle ne présente ni découpage d'onde, ni modulation d'impulsions (PWM), ni distorsion harmonique, contrairement à ce que l'on observe avec un variateur électronique ou un contrôleur à thyristors. Cette sortie « propre » est l'une des caractéristiques les plus appréciées du variac dans les applications de précision.
Lors du choix d'un variac, il est essentiel de bien comprendre les caractéristiques techniques indiquées sur la plaque signalétique afin de garantir un fonctionnement sûr et efficace. Les paramètres les plus importants à vérifier sont les suivants :
| Caractéristiques techniques | Ce que cela signifie | Plage typique |
|---|---|---|
| Tension d'entrée | Tension d'alimentation requise | 110 V, 120 V, 220 V, 230 V, 240 V CA |
| Plage de tension de sortie | Plage de sortie réglable | De 0 à la tension d'entrée ; ou de 0 à 117% de la tension d'entrée pour les modèles à surtension |
| Courant nominal (A) | Courant de sortie continu maximal | De 0,5 A à 20 A pour les modèles de table ; jusqu'à plus de 100 A pour les modèles industriels |
| Puissance nominale (kVA) | Puissance apparente | De 0,1 kVA à 5 kVA (modèles de table) ; 10 kVA et plus (modèles industriels) |
| Fréquence | Fréquence du réseau électrique | 50 Hz, 60 Hz ou 50/60 Hz (valeur nominale) |
| Cycle de service | Fonctionnement en continu ou par intermittence | La plupart des groupes électrogènes de table sont conçus pour un fonctionnement en continu |
| Classe d'isolation | Température maximale admissible des enroulements | Classe B (130 °C) ou classe F (155 °C) |
Un détail essentiel : le l'intensité nominale reste constante sur toute la plage de tension. Cela signifie que la puissance disponible en kVA diminue lorsque la tension de sortie est plus faible. Un variac de 10 A et 220 V peut fournir 2,2 kVA à pleine puissance, mais seulement 1,1 kVA à une tension de sortie de 110 V (10 A × 110 V = 1,1 kVA). Lors du dimensionnement d’un variac, basez votre choix sur le courant de charge maximal, et non sur la puissance apparente à la tension maximale.
Un câblage correct du variac permet d'éviter tout endommagement de l'appareil et garantit la sécurité de l'utilisateur. La plupart des variacs de table disposent de trois ou quatre bornes portant un marquage standard.
| Terminal | Étiquette | Fonction |
|---|---|---|
| 1 (ou C) | Courant | Commun à l'entrée et à la sortie. Reliez ici le neutre d'entrée et le neutre de sortie. |
| 2 (ou OUT) | Pinceau / Sortie | Sortie variable. La tension varie en fonction de la position du bouton. |
| 3 (ou IN) | Entrée / Ligne | Entrée CA fixe (phase). Raccorder la ligne secteur ici. |
Ne raccordez jamais l'entrée à la borne du balai. Cela alimenterait directement la charge avec la tension secteur non régulée et pourrait endommager le mécanisme du balai. Raccordez toujours l'entrée aux bornes fixes et la sortie à la paire commune « + » du balai.
Un variac est l'un des nombreux moyens permettant de faire varier la tension alternative. Comprendre comment il se positionne par rapport aux autres solutions vous aidera à déterminer s'il s'agit de l'outil adapté à votre application.
| Méthode | Forme d'onde de sortie | Plage de réglage | Efficacité | EMI | Idéal pour |
|---|---|---|---|---|---|
| Variac (autotransformateur variable) | Onde sinusoïdale pure | 0 à 1171 TP3T en entrée | 95 à 98% | Très faible | Contrôles en laboratoire, réparation et nettoyage du système de commande de la climatisation |
| Variateur électronique (TRIAC/SCR) | Forme d'onde tronquée, THD élevé | ~5 à 951 TP3T de RMS | 90 à 95% | Haut | Régulation de l'éclairage, commande d'un chauffage résistif |
| Variateur de fréquence (VFD) | Synthèse PWM | De 0 à la tension et à la fréquence nominales | 85 à 95% | Haut | Régulation de la vitesse du moteur |
| Transformateur à prises | Onde sinusoïdale pure | Étapes distinctes (par exemple : 50%, 65%, 80%, 100%) | 96 à 99% | Très faible | Régulation de la distribution, démarrage progressif |
| Rhéostat (résistance en série) | Onde sinusoïdale pure (réduite) | Varie en fonction du courant de charge | <50% | Aucun | Commande de petit moteur à courant continu (obsolète) |
Le variac s'impose là où forme d'onde nette, réglage en continu et simplicité C'est vrai. Cette technologie présente toutefois des limites lorsqu'on a besoin d'isolation, d'une sortie en courant continu, d'une commande électronique à distance ou de niveaux de puissance très élevés. À titre de comparaison avec d'autres technologies de transformateurs, Découvrez comment les autotransformateurs se comparent aux transformateurs classiques.
Le alimentation à variac Il trouve son application dans des contextes très variés. Grâce à sa sortie CA de haute qualité et à sa commande manuelle simple, il constitue la solution privilégiée partout où des équipements doivent être testés, étalonnés ou utilisés à des tensions non standard.
Les ingénieurs utilisent des variacs pour tester le comportement des produits sur toute la plage de tolérance de la tension d'entrée. Une alimentation électrique conçue pour une tension d'entrée comprise entre 100 et 240 V doit être testée aux deux extrêmes de cette plage. Un variac permet de simuler n'importe quelle tension comprise dans cette plage à partir d'une simple prise de table. Les tests courants comprennent la vérification du verrouillage en cas de sous-tension, la résistance aux surtensions et les mesures de rendement à différents niveaux d'entrée.
Les techniciens de réparation mettent progressivement sous tension les équipements dont l'état est inconnu à l'aide d'un variac, un processus appelé « ramping ». En partant de zéro volt et en augmentant lentement la tension tout en surveillant la consommation de courant, cette méthode permet de détecter les courts-circuits, les condensateurs défectueux ou d'autres problèmes avant qu'ils ne provoquent une panne catastrophique. Cette technique permet de préserver à la fois l'équipement en cours de réparation et le matériel de laboratoire du technicien.
Dans les environnements de production, un variac permet de réguler la vitesse des petits moteurs à courant alternatif ne nécessitant pas de contrôle de fréquence, de contrôler la température des éléments chauffants résistifs grâce à une forme d'onde propre, et de moduler l'intensité de l'éclairage à incandescence à des fins d'inspection ou de photographie. Contrairement aux régulateurs électroniques, un variac n'introduit aucun bruit électrique sur le réseau électrique susceptible d'interférer avec les équipements de mesure sensibles partageant le même circuit.
Les laboratoires d'électrotechnique utilisent des variacs pour illustrer les principes de fonctionnement des transformateurs, la régulation de tension, ainsi que la relation entre la tension, le courant et la puissance dans les circuits à courant alternatif. Son enroulement visible, son mécanisme à balais et son échelle de tension analogique font du variac un excellent outil pédagogique.
Alors que les autotransformateurs à rapport fixe permettent une conversion permanente de la tension, un variac permet d'adapter temporairement un équipement conçu pour une tension de 110 V à une alimentation de 220 V, ou de fournir des tensions intermédiaires pour les équipements destinés à des réseaux électriques non standard. Cela s'avère utile pour tester du matériel importé avant de procéder à une installation définitive.
Choisir le bon transformateur variable « Variac » Tout se résume à cinq choix. Répondez à chacune de ces questions dans l'ordre et le modèle adéquat s'imposera de lui-même.
Si vous avez besoin d'aide pour choisir un variac adapté à vos besoins en tension et en courant, notre gamme de transformateurs à tension variable comprend des modèles allant de 0,5 kVA à 5 kVA, disponibles en version de table et en version blindée.
A transformateur Variac fournit une alimentation en tension alternative réglable destinée aux essais, aux réparations, à l'étalonnage et au contrôle des processus. Il est utilisé dans les laboratoires pour tester des équipements sur différentes plages de tension, dans les ateliers de réparation pour mettre sous tension en toute sécurité des appareils dont l'état est inconnu, et dans les environnements industriels pour contrôler la vitesse d'un moteur ou la température d'un élément chauffant grâce à une forme d'onde propre.
Oui. De nombreux variacs sont équipés d'un enroulement de surtension qui permet d'obtenir une tension de sortie pouvant atteindre environ 117% de la tension d'entrée. Les modèles standard fournissent une tension de sortie comprise entre 0 et 100% de la tension du réseau. La prise de surtension est obtenue en raccordant l'entrée à une prise située légèrement avant l'extrémité du bobinage, ce qui laisse des spires supplémentaires au-delà du point d'entrée pour permettre l'accès aux balais.
Non. Un variac est un autotransformateur doté d'un seul enroulement commun. L'entrée et la sortie sont reliées électriquement par cet enroulement. Pour les applications nécessitant une isolation galvanique, il convient d'installer un transformateur d'isolement entre le réseau électrique et l'entrée du variac, ou entre la sortie du variac et la charge.
Un variac est un transformateur qui régule la tension par induction électromagnétique avec un rendement de 95%+. Un rhéostat est une résistance variable qui réduit la tension en dissipant la puissance sous forme de chaleur, généralement avec un rendement inférieur à 50%. Un variac est plus léger, chauffe moins et convient à une utilisation continue. Un rhéostat gaspille la majeure partie de la puissance d'entrée sous forme de chaleur et est aujourd'hui rarement utilisé pour le contrôle de la tension alternative.
Non. Un variac fonctionne uniquement en courant alternatif, grâce au principe de l'induction électromagnétique. L'application d'un courant continu à un variac entraînera la saturation du noyau et provoquera un courant destructeur dans l'enroulement. Pour obtenir une tension continue réglable à partir d'un variac, vous pouvez relier la sortie du variac à un pont redresseur et à des condensateurs de filtrage, ce qui permettra de créer une alimentation en courant continu réglable.
Déterminez le courant efficace maximal absorbé par votre charge à pleine tension. Choisissez un variac dont le courant nominal est égal ou supérieur à cette valeur. Ne vous basez pas uniquement sur la puissance en kVA, car l'intensité nominale d'un variac reste constante sur toute sa plage de tension. Un variac de 10 A à 220 V fournit 2,2 kVA à pleine tension, mais seulement 0,55 kVA à une tension de sortie de 55 V. Pour obtenir des conseils sur le choix d'un variac adapté à votre charge spécifique, Consultez notre guide de sélection des autotransformateurs.
On trouve des variacs de qualité chez les fabricants de transformateurs et les fournisseurs de matériel électrique. Lorsque vous comparez les différentes options, veillez à vérifier la puissance nominale en service continu, la clarté de l'étiquetage des bornes, la fluidité de rotation du mécanisme à brosse, ainsi que la certification CE ou toute autre certification de sécurité équivalente. Johsun Tec propose autotransformateurs à tension variable de 0,5 kVA à 5 kVA de conception toroïdale, avec des échelles de tension analogiques et une protection intégrée contre les surintensités. Pour connaître les caractéristiques techniques ou obtenir des tarifs de gros, contactez notre équipe commerciale.
| Série de modèles | Plage de puissance | Tension d'entrée | Tension de sortie | Fréquence | Format |
|---|---|---|---|---|---|
| Série TDGC2 | de 0,5 kVA à 5 kVA | 110 V ou 220 V | 0 à 250 V | 50/60 Hz | Appareil de table avec indicateur analogique |
| Série TDGC2J | de 0,5 kVA à 5 kVA | 110 V ou 220 V | 0 à 250 V | 50/60 Hz | Tableau de repères avec enceinte |
| Série TSGC2 | de 1,5 kVA à 15 kVA | 380 V triphasé | 0 à 430 V triphasé | 50/60 Hz | Appareil de table triphasé à plusieurs unités couplées |
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