la bobine
Structure de la bobine :
La bobine est constituée d'un fil isolé enroulé autour d'un cadre en matériau isolant (appelé un support), qui peut prendre plusieurs formes, notamment :
1.Une forme cylindrique, cubique ou parallélépipédique.
2.Un noyau creux et vide, qui peut être rempli de lamelles de fer, de poudre de fer, de matériau en ferrite, ou même simplement d'air.
3.La bobine peut être entourée d'un revêtement en fer pour la protéger des champs magnétiques externes ou recouverte d'une enveloppe en plastique pour la protéger. Elle peut également être laissée sans revêtement.
Passage d'un courant dans un fil :
Lorsqu'un courant passe dans un fil, un champ magnétique se crée autour de ce fil. Ce champ magnétique augmente avec l'augmentation du courant circulant dans le fil.
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Passage d'un courant dans une bobine :
Le fil est enroulé d'une manière spécifique pour produire un champ magnétique dans une direction prédéfinie par le concepteur.
Les directions du courant, de l'enroulement et du champ magnétique suivent la règle de la main droite.
Règle de la main droite
Si vous placez la bobine dans votre main droite de manière à ce que vos doigts entourent la bobine dans le même sens que le passage du courant, alors le pouce indiquera la direction du champ magnétique à l'intérieur de la bobine et le pôle Nord du magnétisme temporaire produit par cette bobine.
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L'auto-induction :
Si la valeur du courant qui traverse une bobine change, qu'il augmente ou diminue, comme c'est le cas avec le courant alternatif, la valeur du champ magnétique généré par ce courant change également, en augmentant ou en diminuant. Dans ce cas, une tension est générée aux bornes de la bobine, s'opposant à l'augmentation ou à la diminution du courant traversant la bobine.
Plus le taux de variation du courant est élevé, plus cette tension opposée à la variation sera importante. Cette propriété de l'opposition est appelée « auto-induction ».
La tension qui s'oppose à la variation est appelée : tension induite, tension générée ou tension produite par auto-induction.
Voici la traduction en français du texte sur les unités de mesure de l'auto-induction :
Unités de mesure de l'auto-induction :
L'auto-induction d'une bobine se mesure en henry (H) ou en millihenry (mH).
1 H = 10³ mH = 10⁶ µH.
Symbole de la bobine dans les circuits.
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Impédance des bobines.
L'auto-induction d'une bobine augmente si :
La surface de sa section transversale augmente et sa longueur diminue.
Le nombre de spires augmente.
La bobine possède un noyau en matériau magnétique, tel que le fer, la poudre de fer ou le ferrite.
Et vice versa.
L'impédance de la bobine augmente :
En augmentant la fréquence du signal passant à travers la bobine.
En augmentant l'inductance de la bobine.
En augmentant les deux.
Types de bobines :
Premièrement : selon le type de noyau
Bobines à noyau d'air
Ce sont des bobines dont l'intérieur est occupé par de l'air (à l'intérieur de leur noyau), et leur inductance est faible.
https://fr.x-fullstartech.com/inductor/power-supply-air-core-choke-coil-inductor.htmlBobines à noyau de fer :
Si un noyau de fer est placé à l'intérieur de la bobine, le champ magnétique se concentre à l'intérieur et autour de la bobine sans beaucoup se disperser à l'extérieur, ce qui augmente l'inductance de la bobine. L'inductance de ce type de bobine peut atteindre 10 henrys.
Cependant, un inconvénient de ce type de bobine est que des courants générés par induction à l'intérieur du noyau de fer, appelés courants de Foucault, se déplacent dans des directions aléatoires à l'intérieur de ce noyau, ce qui provoque une augmentation de la température du noyau magnétique et une perte d'énergie. C'est pourquoi le noyau de fer est divisé en lamelles isolées les unes des autres pour résister aux courants de Foucault.
Les bobines à noyau de fer sont utilisées pour lisser le courant dans les circuits de redressement de courant alternatif et également dans les circuits de lampes fluorescentes.
3- Bobines à noyau de poudre de fer :
Ce sont des bobines dont le noyau est constitué de poudre de fer, où la poudre de fer est mélangée avec un matériau isolant et pressée pour former un noyau magnétique ayant une haute résistance électrique. Cela réduit considérablement les courants de Foucault.
Par conséquent, ce type de bobine offre une haute efficacité et a un impact réduit sur les autres composants.
4- Bobines à noyau en ferrite
Ce sont des bobines dont le noyau est constitué de ferrite. La ferrite est un matériau magnétique ayant une très haute résistance électrique, ce qui permet de garantir que les courants de Foucault ne circulent pas à l'intérieur.
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Deuxièmement : selon la fréquence
- Bobines à basse fréquence :
Ce sont des bobines utilisées pour les fréquences audio, lesquelles varient de 20 Hz à 20 kHz. Les bobines à basse fréquence sont généralement des bobines à noyau de fer.
2- Bobines à fréquence moyenne :
Ce sont des bobines utilisées pour les fréquences moyennes. La fréquence moyenne dans les récepteurs AM est de 465 kHz. Les bobines à fréquence moyenne sont généralement dotées d'un noyau en poudre de fer ou en ferrite.
3- Bobines à haute fréquence :
Ce sont des bobines utilisées pour les fréquences élevées, supérieures à 2 MHz, comme dans les circuits de lissage des récepteurs radio. Les bobines à haute fréquence ont généralement un noyau d'air.
À haute fréquence, l'impédance des bobines est élevée, tandis qu'à basse fréquence, l'impédance est faible. Cela permet de séparer les fréquences audio des fréquences élevées dans les circuits où des fréquences élevées sont couplées avec des fréquences basses.
De plus, certaines de ces bobines, avec un noyau en ferrite ou en poudre de fer, sont utilisées comme circuits de syntonisation pour des fréquences allant de 70 MHz à 100 MHz.
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La bobine dans les circuits à courant continu :
Lorsqu'une tension continue est appliquée à une bobine, le courant qui circule à travers la bobine n'atteint pas immédiatement sa valeur maximale en raison de la génération d'une tension induite par l'auto-induction, qui s'oppose au passage du courant dans la bobine.
Le courant augmente progressivement dans la bobine lorsqu'elle est connectée à une tension continue. Si la tension continue est déconnectée de la bobine, la tension induite par l'auto-induction s'oppose à la diminution du courant dans la bobine, si bien que le courant ne diminue pas instantanément à zéro après la déconnexion de la tension continue. Il continue à circuler pendant un certain temps avant de s'éteindre progressivement.
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Les bobines dans les circuits à courant alternatif :
Étant donné que le courant alternatif change constamment en valeur et en direction, une tension induite par l'auto-induction se génère dans les bobines, s'opposant à l'augmentation, la diminution ou le changement de direction lorsqu'elles sont connectées dans des circuits à courant alternatif.
Applications des bobines :
exemple
Dans le schéma suivant, certes, la bobine est utilisée pour filtrer le signal. Le signal contient des fréquences élevées qui peuvent passer à travers la charge. La bobine capture ces fréquences, permettant d'obtenir un signal moins ondulé.
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il y a aussi des circuits résonants que l'on trouve le plus souvent dans les circuits oscillateurs et de communication. Le bobinage et le condensateur constituent également le circuit résonant de base.
Lecture et calcul des inductances
Les inductances fixes : elles ressemblent aux résistances et contiennent aussi des anneaux colorés, avec des valeurs fixes. Vous pouvez déterminer leurs valeurs avec le tableau suivant, de la même manière que pour les résistances.
Code de Couleurs (4 bandes)...https://bidouilleur.ca/content_tables_r%C3%A9f%C3%A9rence.html
Code de Couleurs (5 bandes)...https://bidouilleur.ca/content_tables_r%C3%A9f%C3%A9rence.html
Les inductances à valeurs définies
Dans les circuits électroniques, et en particulier dans les circuits de communication sans fil, les inductances sont pratiquement inconnues et nécessitent un calcul.
Par exemple : une inductance d'un µH n'est pas disponible sur le marché, ou il est nécessaire que son noyau soit exclusivement en air. Que faire alors ?!
nous allons à calculer l'inductance à noyau d'air.
Nombre de spires
l'inductance
:
L : Inductance magnétique en microhenrys (μH).
d : Diamètre de la bobine en pouces (1 pouce = 25,4 mm).
l : Longueur de la bobine en pouces (1 pouce = 25,4 mm), la distance entre la première spire et la dernière spire.
n : Nombre de spires