Bobines et noyaux

Une bobine ou inductance est un composant électrique constitué d'un fil enroulé en spirale qui permet de stocker de l'énergie dans un champ magnétique par auto-induction.

Il se compose généralement d'une bobine de matériau conducteur, généralement un fil de cuivre isolé, enroulé autour d'un noyau en plastique (pour créer un inducteur à noyau d'air) ou d'un matériau ferromagnétique (ou ferrimagnétique); ce dernier est appelé inducteur à "noyau de fer". La haute perméabilité du noyau ferromagnétique augmente le champ magnétique et le confine étroitement à l'inducteur, augmentant ainsi l'inductance, qui est la principale caractéristique des bobines, des inducteurs ou des selfs et est la relation entre la tension et le taux de variation du courant. Dans le Système international d'unités (SI), l'unité d'inductance est le Henry (H), du nom du scientifique américain du XIXe siècle Joseph Henry.

Les inductances ont des valeurs qui varient généralement entre 1 µH (10−6 H) et 20 H. De nombreuses inductances ont un noyau magnétique en fer ou en ferrite à l'intérieur de la bobine, qui sert à augmenter le champ magnétique et donc l'inductance. Avec les condensateurs et les résistances, les inductances sont l'un des trois éléments de circuit linéaire passif qui composent les circuits électroniques. Les inductances sont largement utilisées dans les équipements électroniques à courant alternatif (AC), en particulier les équipements radio. Ils sont utilisés pour bloquer le courant alternatif tout en laissant passer le courant continu ; les inductances conçues à cet effet sont appelées selfs. Ils sont également utilisés dans des filtres électroniques pour séparer des signaux de fréquences différentes, et en combinaison avec des condensateurs pour réaliser des circuits d'accord, mais aussi dans des cloches, des moteurs, des électrovannes, des relais. etc .

Un autre paramètre important des bobines est leur facteur de qualité Q : La résistance d'enroulement apparaît comme une résistance en série avec l'inducteur ; Il est connu sous le nom de DCR (résistance DC). Cette résistance dissipe une partie de l'énergie réactive. Le facteur de qualité (ou Q) d'un inducteur est le rapport de sa réactance inductive à sa résistance à une fréquence donnée, et est une mesure de son efficacité. Plus le facteur Q de l'inducteur est élevé, plus il sera proche du comportement d'un inducteur idéal. Les inductances à Q élevé sont utilisées avec des condensateurs pour créer des circuits résonants dans les émetteurs et les récepteurs radio. Plus le Q est élevé, plus la bande passante du circuit résonant est étroite.

Les inductances basse fréquence sont construites comme des transformateurs, avec des noyaux en acier électrique laminé pour éviter les courants de Foucault. Les ferrites « douces » sont largement utilisées pour les noyaux au-dessus des fréquences audio, car elles ne provoquent pas les pertes d’énergie importantes à hautes fréquences que font les alliages de fer ordinaires. Les inducteurs se présentent sous plusieurs formes. Certains inducteurs ont un noyau réglable, permettant de changer l'inductance. Les inductances qui servent à bloquer les très hautes fréquences sont parfois réalisées en plaçant une perle de ferrite sur un fil.

Les petits inducteurs peuvent être dessinés directement sur une carte de circuit imprimé en plaçant la trace dans un motif en spirale. Il est très typique des émetteurs-récepteurs de signaux RFID, des transpondeurs de signaux, etc.

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