Qu'est-ce qu'un inducteur et comment fonctionne-t-il ? Guide détaillé

Un circuit électrique est composé de nombreux composants. Tout dépend de ce que le circuit est censé fournir. C'est pourquoi il existe des composants passifs et actifs. Aujourd'hui, nous allons nous concentrer sur les inductances, qui sont des composants passifs, afin de comprendre leur importance, leurs types et leurs applications en électronique. Approfondissons nos connaissances.

Inducteurs expliqués – Les bases du fonctionnement des inducteurs principe de fonctionnement

Qu'est-ce qu'un inducteur ?

Un inducteur Composant électrique passif qui stocke l'énergie dans un champ magnétique lorsqu'il est traversé par un courant. Les inducteurs sont constitués d'un noyau et d'une bobine de fil. Le fil est enroulé autour du noyau, composé de matériaux tels que la ferrite, le fer ou l'air.

 

Comment fonctionne un inducteur ?

Maintenant que vous avez une bonne compréhension de qu'est-ce qu'un inducteur, Il s'agit maintenant de comprendre son fonctionnement. Nous savons qu'il stocke l'énergie électrique dans un champ magnétique lorsqu'il est traversé par un courant. Mais comment cela fonctionne-t-il ?

Tout commence par la création d'un champ magnétique. Cela est possible lorsque le courant électrique circule dans la bobine. Il génère alors un champ magnétique autour de la bobine. Ce champ magnétique sert à stocker l'énergie électrique, mais sous forme magnétique.

Selon la loi de Lenz, l'inducteur s'oppose à la variation de courant, qu'elle augmente ou diminue, en induisant une tension dans l'inducteur pour résister à cette variation. Dans ce cas, la force électromotrice induite, ou FEM, s'oppose donc à la variation de courant.

La prochaine fois que vous voyez un symbole de l'inducteur, vous comprendrez son fonctionnement et ses applications variées, comme l'entraînement de moteurs, le filtrage des signaux alternatifs, ainsi que la conversion et le stockage d'énergie.

 

Paramètres clés d'un inducteur

Vous pouvez rencontrer des termes tels que l'inductance, le DCR, le facteur Q et d'autres lorsque vous examinez à quoi servent les inducteurs et je me demande ce qu'ils signifient. Ci-dessous, nous examinons rapidement certains des paramètres clés d'une inductance afin que vous puissiez mieux la comprendre.

Inductance (L)

L'inductance est un paramètre clé d'un inducteur qui représente sa capacité à stocker de l'énergie électrique dans un champ magnétique. Elle est mesurée en henrys (H).

Résistance CC (DCR)

Il s'agit de la résistance du fil de l'inducteur. Elle entraîne une dissipation d'énergie sous forme de chaleur. Une valeur DCR plus faible est préférable, ce qui favorise un fonctionnement efficace, notamment dans les alimentations.

Évaluation actuelle

Il s'agit du courant maximal qu'un inducteur peut supporter sans dépasser sa température interne ni provoquer de saturation magnétique. Tout dépassement de ce courant nominal peut endommager l'inducteur.

Facteur de qualité (facteur Q)

Il mesure la capacité de l'inducteur à stocker l'énergie dans le champ magnétique avant de la perdre sous forme de chaleur. Nous recherchons un inducteur avec un facteur Q élevé, notamment pour les applications haute fréquence.

Fréquence d'auto-résonance (SRF)

Il s'agit de la fréquence à laquelle la capacité et l'inductance parasites de l'inducteur résonnent, provoquant un pic d'impédance. Lorsque l'inducteur fonctionne au-dessus de la SRF, cela peut entraîner des problèmes de performances, voire des dommages.

Indice de température

Il s'agit de la température maximale à laquelle l'inducteur peut fonctionner sans entraîner de dégradation des performances ni dépasser son courant nominal.

 

Fonctions d'un inducteur

Les fonctions d’un inducteur nous aident à comprendre clairement à quoi sert un inducteur dans un circuit. Voici à quoi s'attendre.

• L'énergie est stockée lorsque le courant traverse l'inducteur. Si le courant varie ou est interrompu, cette énergie stockée est restituée au circuit.
• Les inducteurs peuvent également réguler le courant, en résistant aux changements soudains du flux de courant et en aidant à maintenir des niveaux de courant stables.
• La combinaison d'inductances et de condensateurs permet également de filtrer et de supprimer les fréquences des signaux indésirables.
• Les applications d'alimentation électrique pourraient également utiliser une inductance pour atténuer les fluctuations de tension et éviter les variations brusques de courant. Cela devrait contribuer à maintenir un flux de courant constant.
• Les inducteurs peuvent également être utilisés dans les transformateurs pour transférer l'énergie d'un circuit à un autre. Ils contribuent également à la création de circuits résonants et oscillants à des fréquences spécifiques.

 

Types d'inducteurs

Il existe différents types d'inducteurs sur le marché, chacun ayant des applications spécifiques. Ils sont généralement classés selon leur conception. Voici quelques options.

Inducteur à noyau d'air

Ce type de transistor ne comporte pas de matériau de base. Il peut être utilisé pour des applications à hautes fréquences grâce à ses faibles pertes et sa faible sensibilité à la saturation.

noyau de fer

Contrairement au type précédent, celui-ci possède un noyau ferromagnétique, tel que le fer. Cela augmente l'inductance, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une inductance élevée et fonctionne également bien à basses fréquences.

Noyau de ferrite

Les noyaux de ferrite sont également utilisés dans les inductances fonctionnant à haute fréquence. En effet, ils offrent de faibles pertes et résistent à la saturation.

Noyau de fer en poudre

Si vous souhaitez un compromis entre des performances haute fréquence et haute inductance, procurez-vous ce type.

Noyau laminé

C'est un bon choix si vous devez ajuster les propriétés magnétiques de l'inducteur, car il utilise de fines feuilles d'acier laminé.

Noyau toroïdal

Le noyau de cet inducteur a généralement la forme d'un anneau. Il offre une inductance élevée à chaque spire ; il est donc destiné aux applications à basses fréquences.

Noyau en céramique

Dans ce cas, la céramique est le matériau de base, un matériau idéal pour les applications haute fréquence.

 

Comment choisir le bon inducteur pour un circuit

Quand vous voyez un symbole d'un inducteur Dans un circuit, on sait qu'il a été choisi pour une raison. Si vous souhaitez faire de même, voici comment choisir une inductance.

Valeur d'inductance

L'inductance d'un inducteur est essentielle au fonctionnement du circuit. Il est donc essentiel de choisir l'inductance adéquate en fonction de la fréquence de fonctionnement et des besoins d'impédance du circuit.

Évaluation actuelle

Cela détermine le maximum courant traversant une inductance Cela n'entraînera pas de saturation ni de dégradation des performances. Selon la conception du circuit, il est nécessaire de maintenir une tension inférieure au courant nominal.

Gamme de fréquences

Il est important de toujours tenir compte de la plage de fréquences nominale de fonctionnement. C'est un critère important, car il déterminera si l'inductance est suffisamment performante pour fonctionner dans votre circuit ou si vous devez en acheter une autre.

Résistance CC

Idéalement, une faible résistance CC est souhaitable pour minimiser les pertes d'énergie. Cela améliore également l'efficacité, notamment dans les circuits de puissance.

Taille physique

Ceci est essentiel pour déterminer si l'inducteur s'adaptera à l'espace alloué. Cela permet également de déterminer le style de montage de l'inducteur, vous permettant ainsi de choisir la conception adaptée à votre circuit.

Coût et disponibilité

Il faut également tenir compte de la disponibilité et du prix de l'inducteur. Il faudra peut-être le changer. Sera-t-il facilement disponible ? Et quel est son prix ? Comparer différentes marques vous aidera à comprendre les différentes options disponibles.

 

Comment dépanner les inducteurs

Il arrive que l'inducteur ne fonctionne pas comme prévu. Un dépannage peut être nécessaire pour comprendre la cause du problème. Voici comment dépanner les inducteurs.

• Un test au multimètre peut être utile pour vérifier le bon fonctionnement de l'inductance. Vous pouvez effectuer un test de résistance ou de continuité pour évaluer ses performances. Lors d'un test de résistance, la résistance doit être faible. Si la résistance est élevée ou en circuit ouvert, cela signifie que l'inductance est grillée.
• Vous pouvez également utiliser un multimètre LCR. Il fournit une mesure d'inductance plus précise qu'un multimètre classique. C'est le meilleur choix pour les applications à forte inductance.
• L'autre option serait un oscilloscope. C'est un bon choix pour tester l'inducteur en observant les formes d'onde. Vérifiez la présence d'anomalies ou de distorsions dans la forme d'onde, car cela peut indiquer un problème avec l'inducteur.
• Un analyseur d'impédance est également essentiel pour déterminer laimpédance d'une inductance basé sur la fréquence. C'est un bon outil pour comprendre le comportement de l'inducteur à différentes fréquences.
• L'imagerie thermique est essentielle pour déterminer si l'inducteur surchauffe, ce qui peut entraîner des dommages si le problème n'est pas résolu. Une caméra thermique peut identifier les points chauds à la surface de l'inducteur.

 

Inductances et condensateurs : connaître la différence

La principale différence réside dans la manière dont les deux types de condensateurs stockent l'énergie. Les inducteurs stockent l'énergie dans un champ magnétique, tandis que les condensateurs stockent l'énergie dans un champ électrique entre des plaques chargées.

Les deux ont une réactance, mais ils sont différents. Dans les inductances, la réactance est inductive, qui augmente avec la fréquence. Quant aux condensateurs, la réactance est capacitive, qui diminue avec la fréquence.

Qu'en est-il du comportement CA/CC ? Dans les inductances, le courant continu passe facilement, mais s'oppose au courant alternatif, surtout à hautes fréquences. Les condensateurs sont différents : ils bloquent plus efficacement le courant continu, mais laissent passer le courant alternatif plus facilement, surtout à hautes fréquences.

Une autre différence est que les condensateurs résistent aux changements de tension tandis que les inducteurs résistent aux changements de courant.

 

Conclusion

Il existe de nombreux types d'inducteurs sur le marché. Il est important de toujours choisir celui qui convient à votre application. Nous avons abordé ce sujet. qu'est-ce qu'un inducteur, ce qui devrait vous aider à choisir en fonction de la conception du circuit. De plus, il est conseillé de consulter plusieurs avis sur les marques afin de déterminer si elles offrent la meilleure qualité d'inductances. C'est essentiel pour obtenir le meilleur rapport qualité-prix. Cependant, utilisez les inductances comme prévu pour toujours obtenir les meilleures performances.