Découvrez comment fonctionnent les inducteurs, où nous les utilisons, pourquoi nous les utilisons, les différents types et pourquoi ils sont importants.
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Rappelez-vous que l’électricité est dangereuse et peut être fatale, vous devez être qualifié et compétent pour effectuer tout travail électrique.
Qu’Est-Ce Qu’Un Inducteur ?
Un inducteur est un composant d’un circuit électrique qui stocke de l’énergie dans son champ magnétique. Il peut libérer cela presque instantanément. Pouvoir stocker et libérer rapidement de l’énergie est une caractéristique très importante et c’est pourquoi nous les utilisons dans toutes sortes de circuits.
Dans notre article précédent, nous avons examiné le fonctionnement des condensateurs, pour le lire, CLIQUEZ ICI.
Comment Fonctionne Un Inducteur?
Tout d’abord, pensez à l’eau qui coule à travers certains tuyaux. Il y a une pompe poussant cette eau qui est équivalente à notre batterie. Le tuyau se divise en deux branches, les tuyaux sont l’équivalent de nos fils. Une branche a un tuyau avec un réducteur, cette réduction rend l’eau un peu difficile à traverser, donc c’est équivalent à une résistance dans un circuit électrique.
L’autre branche a une roue hydraulique intégrée. La roue à eau peut tourner et l’eau qui la traverse la fera tourner. La roue est très lourde, donc il faut un certain temps pour se mettre à la vitesse et l’eau doit continuer à pousser contre elle pour la faire bouger. Cela équivaut à notre inducteur.
Lorsque nous démarrons la pompe pour la première fois, l’eau va couler et elle veut revenir à la pompe car il s’agit d’une boucle fermée, tout comme lorsque les électrons quittent la batterie ils coulent pour essayer de revenir de l’autre côté de la batterie.
Veuillez noter que dans ces animations, nous utilisons un flux d’électrons qui va du négatif au positif, mais vous pourriez être habitué à voir un flux conventionnel qui va du positif au négatif. Soyez juste conscient des deux et de celui que nous utilisons.
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Au fur et à mesure que l’eau coule; elle atteint les branches et doit décider du chemin à prendre. L’eau pousse contre la roue, mais la roue va prendre un certain temps pour se déplacer et donc elle ajoute beaucoup de résistance au tuyau, ce qui rend trop difficile l’écoulement de l’eau par ce chemin, donc l’eau prendra plutôt le chemin du réducteur car elle peut s’écouler directement et revenir à la pompe beaucoup plus facilement.
Au fur et à mesure que l’eau continue de pousser, la roue commencera à tourner de plus en plus vite jusqu’à ce qu’elle atteigne sa vitesse maximale. Maintenant, la roue n’offre presque aucune résistance, de sorte que l’eau peut circuler dans ce chemin beaucoup plus facilement que le chemin du réducteur. L’eau cessera à peu près de s’écouler à travers le réducteur et tout s’écoulera à travers la roue à eau.
Lorsque nous éteignons la pompe, plus d’eau n’entrera dans le système, mais la roue hydraulique va si vite qu’elle ne peut pas s’arrêter, elle a de l’inertie. Comme il continue de tourner, il poussera maintenant l’eau et agira comme une pompe. L’eau s’écoulera autour de la boucle sur elle-même jusqu’à ce que la résistance des tuyaux et le réducteur ralentissent suffisamment l’eau pour que la roue cesse de tourner.
Nous pouvons donc allumer et éteindre la pompe et la roue hydraulique gardera l’eau en mouvement pendant une courte durée pendant les interruptions.
Nous obtenons un scénario très similaire lorsque nous connectons un inducteur en parallèle avec une charge résistive telle qu’une lampe.
Lorsque nous alimentons le circuit, les électrons vont d’abord traverser la lampe et l’alimenter, très peu de courant passera à travers l’inducteur car sa résistance, au début, est trop grande. La résistance réduira et permettra à plus de courant de circuler. Finalement, l’inducteur n’offre presque aucune résistance, de sorte que les électrons préféreront reprendre ce chemin jusqu’à la source d’alimentation et la lampe s’éteindra.
Lorsque nous déconnectons l’alimentation, l’inducteur va continuer à pousser les électrons dans une boucle et à travers la lampe jusqu’à ce que la résistance dissipe l’énergie.
Que Se Passe-T-Il Dans L’Inducteur Pour Qu’Il Agisse Comme Ça?
Lorsque nous passons du courant électrique à travers un fil, le fil génère un champ magnétique autour de celui-ci. Nous pouvons le voir en plaçant des boussoles autour du fil, lorsque nous passons du courant à travers le fil, les boussoles se déplacent et s’alignent avec le champ magnétique.
Lorsque nous inversons le sens du courant, le champ magnétique s’inverse et les boussoles s’inversent également pour s’aligner avec cela. Plus nous passons de courant à travers un fil, plus le champ magnétique devient grand.
Lorsque nous enveloppons le fil dans une bobine, chaque fil produit à nouveau un champ magnétique, mais maintenant ils fusionneront tous ensemble et formeront un champ magnétique plus grand et plus puissant.
On peut voir le champ magnétique d’un aimant simplement en saupoudrant de la limaille de fer sur un aimant qui révèle les lignes de flux magnétiques.
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Lorsque l’alimentation électrique est coupée; aucun champ magnétique n’existe, mais lorsque nous connectons l’alimentation, le courant commencera à circuler à travers la bobine, de sorte qu’un champ magnétique commencera à se former et à augmenter jusqu’à sa taille maximale.
Le champ magnétique stocke de l’énergie. Lorsque le courant est coupé, le champ magnétique commencera à s’effondrer et le champ magnétique sera donc converti en énergie électrique, ce qui pousse les électrons le long.
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En réalité, cela va se passer incroyablement vite, nous avons juste ralenti les animations pour les rendre plus faciles à voir et à comprendre.
Pourquoi Fait-Il Cela?
Les inducteurs n’aiment pas un changement de courant, ils veulent que tout reste le même. Lorsque le courant augmente, ils essaient de l’arrêter avec une force opposée. Lorsque le courant diminue, ils essaient de l’arrêter en repoussant les électrons pour essayer de le garder tel qu’il était.
Ainsi, lorsque le circuit passe de off à on, il y aura un changement de courant, il a augmenté. L’inducteur va essayer d’arrêter cela afin de créer une force opposée connue sous le nom de force électromagnétique arrière ou force électromotrice qui s’oppose à la force qui l’a créée. Dans ce cas, le courant traverse l’inducteur de la batterie. Un certain courant va encore circuler et, comme il le fait, il génère un champ magnétique qui augmentera progressivement. À mesure qu’il augmente, de plus en plus de courant traversera l’inducteur et la CEM arrière s’estompera. Le champ magnétique atteindra son maximum et le courant se stabilisera. L’inducteur ne résiste plus à l’écoulement du courant et agit comme un morceau de fil normal. Cela crée un chemin très facile pour que les électrons retournent vers la batterie, beaucoup plus facile que de traverser la lampe, de sorte que les électrons s’écouleront à travers l’inducteur et que la lampe ne brillera plus.
Lorsque nous avons coupé l’alimentation, l’inducteur se rend compte qu’il y a eu une réduction du courant. Il n’aime pas ça et essaie de le garder constant, donc il va pousser les électrons pour essayer de le stabiliser, cela va alimenter la lumière. Rappelez-vous, le champ magnétique a stocké l’énergie des électrons qui le traversent et la convertira en énergie électrique pour essayer de stabiliser le flux de courant, mais le champ magnétique n’existera que lorsque le courant passera à travers le fil et que le courant diminuera de la résistance du circuit, le champ magnétique s’effondrera jusqu’à ce qu’il ne fournisse plus d’énergie.
Si nous connectons une résistance et une inductance dans des circuits séparés à un oscilloscope, nous pouvons voir visuellement les effets. Lorsqu’aucun courant ne circule, la ligne est constante et plate à zéro. Mais lorsque nous passons du courant à travers la résistance, nous obtenons un tracé vertical instantané tout droit, puis il s’aplatit et continue à une certaine valeur. Cependant, lorsque nous connectons un inducteur et que nous le traversons, il ne s’élève pas instantanément, il augmente progressivement et forme un profil incurvé, continuant finalement à un rythme fixe.
Lorsque nous arrêtons le courant à travers la résistance, il retombe instantanément et nous ramenons cette ligne soudaine et verticale à zéro. Mais lorsque nous arrêtons le courant à travers l’inducteur, le courant continue et nous obtenons un autre profil incurvé jusqu’à zéro. Cela nous montre comment l’inducteur résiste à l’augmentation initiale et essaie également d’empêcher la diminution.
D’ailleurs, nous avons couvert le courant en détail dans un article précédent, vérifiez cela ICI.
À Quoi Ressemblent Les Inducteurs ?
Les inductances dans les circuits imprimés ressembleront à quelque chose comme ci-dessous.
Fondamentalement, juste un fil de cuivre enroulé autour d’un cylindre ou d’un anneau. Nous obtenons d’autres conceptions qui ont un boîtier, c’est généralement pour protéger son champ magnétique et empêcher cela d’interférer avec d’autres composants.
Nous verrons des inducteurs représentés sur des dessins techniques avec des symboles comme ceux-ci.
Quelque chose à retenir est que tout ce qui a un fil enroulé agira comme un inducteur qui comprend des moteurs, des transformateurs et des relais.
À Quoi Servons-Nous Des Inducteurs ?
- Nous les utilisons dans des convertisseurs boost pour augmenter la tension de sortie CC tout en diminuant le courant.
- Nous pouvons les utiliser pour étouffer une alimentation CA et laisser passer uniquement le courant continu.
- Nous les utilisons pour filtrer et séparer différentes fréquences.
- Nous les utilisons également pour les transformateurs, les moteurs et les relais.
Comment mesurer l’inductance
Nous mesurons l’inductance d’une inductance dans l’unité de Henry, plus le nombre est grand; plus l’inductance est élevée. Plus l’inductance est élevée; plus nous pouvons stocker et fournir d’énergie, il faudra également plus de temps pour que le champ magnétique se construise et que la CEM arrière prenne plus de temps à surmonter.
Vous ne pouvez pas mesurer l’inductance avec un multimètre standard bien que vous puissiez obtenir certains modèles avec cette fonction intégrée, mais cela ne donnera pas le résultat le plus précis, ce qui pourrait être correct pour vous cela dépend de ce pour quoi vous l’utilisez. Pour mesurer l’inductance avec précision, nous devons utiliser un compteur RLC. Nous connectons simplement l’inducteur à l’unité et un test rapide sera effectué pour mesurer les valeurs.
