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Les selfs ou inductances

Champ magnétique d'un courant

Tout conducteur parcouru par un courant électrique est entouré d'un champ magnétique.
Ce phénomène est mis en évidence en plaçant une boussole au voisinage d'un fil électrique parcouru par un courant continu. L'aiguille de la boussole tend à se placer perpendiculairement au conducteur.

Sens de l'induction
Image Wikipedia

L'importance du champ magnétique ainsi que son sens dépend de l'intensité et du sens du courant électrique.

Ce sens pourrait être déterminé avec le tire-bouchon de Maxwel. Il tourne dans le sens de l'induction magnétique tout en avançant dans le sens du courant électrique.


Champ magnétique d'une bobine

L'effet du champ magnétique est amplifiée si tout en gardant le même courant on donne au fil la forme d'une spire ou mieux d'une bobine composée de plusieurs spires jointives.

Le courant qui parcourt la bobine crée un champ magnétique que l'on se représente comme un certain nombre de lignes de forces. L'intensité du champ magnétique est proportionnelle à l'intensité du courant et au nombre de spires de la bobine.

Le flux magnétique est encore intensifié si on place dans la bobine un noyau ferromagnétique.

Applications : Les électro-aimants, relais, contacteurs, sonnettes, haut-parleurs, …
Moteurs électriques
Têtes de lecture/écriture pour enregistrements magnétiques: bandes
magnétiques, disquettes, disques durs etc…
Déviation du faisceau d'électrons dans le tube d'un moniteur

Inductance

L'efficacité d'une bobine est une grandeur que l'on appelle inductance. Le symbole de cette grandeur est la lettre L. L'unité d'inductance est le Henry (H) les électroniciens utilisent le millihenry (mH) le microhenry (µH) ou le nanohenry (nH). Cette grandeur est cependant rarement utile si vous ne faites que de l'électronique digitale.
Une bobine aura une inductance d'autant plus grande que le nombre de spires est important. Elle dépend aussi de la qualité du circuit magnétique que constitue le noyau.

L'induction électromagnétique

Un courant électrique génère toujours un champ magnétique.

Inversement, les variations de champ magnétique induisent des courants électriques dans les conducteurs avoisinants. Le sens du courant induit est tel qu'il s'oppose à la variation de flux. (Loi de Lenz)

L'alternateur est une application pratique de ce principe. Le rotor de l'alternateur est un aimant qui tourne en présence de bobines fixes. Celles-ci deviennent le siège de courants induits tantôt dans un sens tantôt dans l'autre suivant que c'est le pôle nord ou le pôle sud de l'aimant qui passe devant elles.

Self-induction

Toute variation de flux magnétique engendre dans un circuit un courant, c'est l'induction.
Si nous faisons varier le courant dans un conducteur, cela génère une variation de flux qui à son tour va induire un courant électrique. Le sens de ce courant induit s'oppose à la variation de flux. Le courant induit s'oppose donc à la variation du courant initial.
Pratiquement, cela signifie qu'au moment où l'on veut faire passer du courant dans une bobine, un phénomène de self-induction va momentanément empêcher l'établissement du courant. Le courant finira bien par circuler mais avec un peu de retard.
Inversement, on observe des étincelles quand on coupe le courant dans un circuit qui contient une bobine car le courant tente de se prolonger pour s'opposer aux variations de champ magnétique dans la bobine.

Les selfs de choc sont utilisées pour bloquer les brusques variations là où le courant doit être parfaitement continu ou pour empêcher que des pointes de courants parasites induits dans les conducteurs ne perturbent les signaux qu'ils transportent.
Les anneaux de ferrite que l'on place autour de certains câbles renforcent l'effet d'auto-induction pour limiter ce type de perturbation.

Loi d'Ohm pour une self

En courant continu

La self ne réagit que lors de l'établissement et la rupture du courant.
Une fois que le courant est établi, la self pure ne s'oppose plus à son passage. ( Par self pure on entend une bobine dont le fil a une résistance quasi nulle)

En courant alternatif

On a vu que la self s'oppose aux fluctuations de l'intensité. Le propre du courant alternatif étant de fluctuer, vous comprendrez pourquoi on dit que la self s'oppose au courant alternatif.
Elle le fait avec une certaine "impédance" Z qui s'exprime en Ohm et est proportionnelle à la fréquence du courant alternatif et à l'inductance L.

Nous avons vu que le courant réagit toujours en retard par rapports aux fluctuations de la tension. En toute rigueur, il faudrait donc préciser que le courant dans un self est déphasé par rapport à la tension mais ne compliquons pas de trop ...

Pour la suite, retenons essentiellement ceci :

Pour en savoir plus

Techno-science.net / Bobine

sonelec-musique.com / Self / Inductance / Bobine