9.5 Connexions d'un transformateur de distribution

            La distribution d'électricité pour consommation domestique se fait totalement par câbles souterrains dans plusieurs pays, dont l'Angleterre, contrairement à l'Amérique du Nord, où la majeure partie se fait par câbles aériens. Les câbles souterrains prennent davantage d'importance dans certaines villes d'Amérique du Nord, comme Montréal et Québec. Ces câbles sont recouverts d'un isolant épais et placés dans une gaine métallique à la terre. Les câbles aériens qui vont aux usagers sont recouverts d'un isolant mais pas ceux, placés plus haut, qui vont aux primaires des transformateurs de distribution.

            Considérons un transformateur (dévolteur) de distribution tel celui déjà examiné dans ce chapitre, dont la tension au primaire est de 14,4 kV et celle au secondaire, de 240 V, installé au haut d'un poteau. Seule sa cuve, de forme cylindrique, est visible; le transformateur lui-même est dedans. Au sommet du cylindre se trouve une borne de porcelaine P ; et sur son côté, trois bornes A , B et T placées proches l'une de l'autre sur une droite horizontale. Le câble dont la tension est de 14,4 kV est soutenu par des isolateurs en céramique plantés au haut du poteau. Un fil qui y est connecté va à un coupe-circuit C relié à la borne de porcelaine P placée au sommet de la cuve: un conducteur se trouve enfoui au centre de la porcelaine pour permettre l'amenée de la haute tension au primaire du transformateur placé dans la cuve, qui, elle, est mise à la terre. La deuxième borne du primaire de ce transformateur est sur le côté de la cuve: c'est celle T reliée à la terre par un fil dont l'extrémité est enfouie dans le sol à l'aide d'un conducteur D qui longe le poteau.

            Le secondaire de ce transformateur comprend trois bornes de sortie: une à chacune des deux extrémités de son bobinage, les bornes A et B et la troisième T , en son milieu. Puisque la tension entre les deux bornes extrêmes A et B est de 240 V, il s'ensuit que celle entre une des bornes extrêmes et celle reliée au milieu est de 120 V. La borne du milieu est reliée à la terre.

            Les trois fils isolés qui sont connectés au circuit domestique sont reliés à ces trois bornes. Un branchement d'un appareil ménager se fait entre les bornes A et T ou entre les bornes B et T . Dans un cas comme dans l'autre, l'appareil est mis sous une tension de 120 V. Aussi la moitié des prises murales sont reliées à une paire, et l'autre, à l'autre. La cuisinière électrique, la sécheuse électrique, le chauffe-eau électrique ainsi que les plinthes radiantes électriques requièrent d'être mis sous une tension de 240 V et sont donc branchés entre les bornes A et B .

            Remarquons que cet arrangement de trois fils est, dans une large mesure, l'équivalent alternatif du système de distribution à trois câbles d'Edison et Hopkinson. Si la tension à la borne A est momentanément de 100 V par rapport à la borne de terre T , il s'ensuit que celle à la borne B est alors de - 100 V par rapport à la borne T puisque la différence des tensions entre les bornes A et B est le double qu'entre A et T . Le courant circule donc de la borne A pour la moitié du circuit reliée aux bornes A et T et de la borne T pour la partie du circuit reliée aux bornes T et B . Il s'ensuit que le courant dans le fil mis à terre est la différence des courants fournis aux circuits entre A et T et entre T et B , comme dans le cas en courant continu. Ce type d'arrangement, où les tensions en A et B par rapport à T sont constamment de signes opposés, et donc déphasées de 180° ou π radians, est dit biphasé puisqu'il comporte deux tensions qui ne sont pas en phase.