Contrôle industriel original Bingsen
L'inductance est une caractéristique physique d'un circuit qui décrit comment ses composants résistent aux variations de courant et génèrent une tension. Pour expliquer ce concept en détail et en termes simples, examinons-le en plusieurs points :
1. Courant et champ magnétique
Il est essentiel de comprendre que lorsqu'un courant traverse un fil conducteur, il génère un champ magnétique. C'est un principe fondamental de l'électromagnétisme. L'intensité de ce champ magnétique est proportionnelle à l'intensité du courant : plus le courant est fort, plus le champ magnétique généré est intense.
2. Induction électromagnétique
Nous allons maintenant aborder l'induction électromagnétique. La loi de Faraday sur l'induction électromagnétique stipule qu'un champ magnétique variable peut générer une tension dans les conducteurs environnants. Autrement dit, si un champ magnétique est présent et que son intensité varie, il peut induire une tension dans les fils conducteurs proches.
3. Fonction de l'inductance
Alors, comment fonctionne l'inductance ? Lorsqu'un fil conducteur (comme une bobine) est parcouru par un courant électrique, un champ magnétique est généré. Si l'intensité du courant varie (augmente ou diminue), le champ magnétique environnant varie également. Selon la loi de Faraday, cette variation du champ magnétique induit une tension dans le fil conducteur, qui tend à maintenir le courant initial inchangé. Ce phénomène est une manifestation de l'inductance.
Si le courant augmente, l'inductance génère une tension inverse, tendant à réduire le courant. Si le courant diminue, l'inductance génère une tension directe, tendant à augmenter le courant. C'est pourquoi on décrit parfois les inductances comme l'« inertie » du courant, car elles s'opposent aux variations de courant.
4. Bobine et inductance
En pratique, pour augmenter l'inductance, on enroule généralement les fils en bobines. Chaque fil à l'intérieur de la bobine influence les autres par le champ magnétique généré par les spires adjacentes, ce qui rend l'inductance de la bobine entière bien supérieure à celle d'un conducteur rectiligne.
5. Application
Les inductances ont de nombreuses applications pratiques. Par exemple, dans les équipements électriques, elles permettent d'atténuer les fluctuations de tension ; dans les équipements de communication sans fil, elles sont utilisées avec des condensateurs pour créer des circuits oscillateurs capables de filtrer les signaux de fréquences spécifiques.
(1) Filtre d'alimentation
Les inductances sont utilisées dans les circuits de puissance, notamment dans les alimentations à découpage, pour lisser le courant et la tension, réduire le bruit et les pics de tension. Elles servent à supprimer le bruit haute fréquence et à fournir une alimentation CC stable aux circuits.
(2) Circuit résonant et sélection de la fréquence
Les inductances et les condensateurs sont utilisés conjointement pour créer des circuits résonants capables de sélectionner ou d'amplifier des signaux à des fréquences spécifiques. Ceci est essentiel dans les appareils de communication sans fil tels que les radios et les téléphones portables, car cela permet le filtrage et le réglage des fréquences.
(3) Stockage et transport de l'énergie
Les inductances servent de composants de stockage d'énergie dans les circuits, notamment dans les alimentations à impulsions et les applications de stockage d'énergie temporaire. Dans les transformateurs, elles permettent de transférer l'énergie entre différents circuits par couplage magnétique et de moduler les niveaux de tension et de courant.
(4) Protection contre les surintensités et les limitations de courant
Dans les circuits de démarrage et d'alimentation des moteurs électriques, les inductances peuvent limiter la vitesse de montée du courant et le courant de crête, assurant ainsi une protection contre les surintensités et prévenant les dommages au circuit.
(5) Traitement du signal
En traitement analogique du signal, les inductances servent à filtrer les signaux haute fréquence, à adapter l'impédance et à retarder les signaux. Elles sont courantes dans de nombreux types de filtres.
(6) Suppression des interférences électromagnétiques (IEM)
L'inductance est utilisée pour supprimer et filtrer les interférences électromagnétiques (IEM), ce qui permet d'empêcher le bruit d'entrer dans le circuit et d'en être émis, évitant ainsi les interférences avec d'autres appareils.
(7) Capteurs
Dans certaines technologies de capteurs, des inducteurs sont utilisés pour détecter les variations des champs magnétiques, qui peuvent être liées à la position, à la vitesse ou à d'autres grandeurs physiques.
(8) Correction du facteur de puissance
Dans les systèmes d'alimentation en courant alternatif, les inductances et les condensateurs sont utilisés conjointement pour améliorer le facteur de puissance, réduire la consommation de puissance réactive et ainsi améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'énergie électrique.
6. Unité de mesure
L'unité d'inductance est le henry (H), du nom du scientifique américain Joseph Henry. Si l'inductance d'une bobine est de 1 henry, alors chaque variation de courant de 1 ampère par seconde induit une tension de 1 volt dans la bobine.
résumé
En résumé, l'inductance est une caractéristique d'un composant qui s'oppose aux variations de courant en générant une tension inverse en son sein afin de contrer les variations rapides de courant. Ce principe simple trouve de nombreuses applications en électronique et en génie électrique, du filtrage de puissance le plus simple au réglage complexe des fréquences radio.
Date de publication : 7 novembre 2024
