Résistance d'enroulement
Lorsqu'une bobine est constituée d'un certain matériau, par exemple un fil de cuivre isolé, ce fil a une certaine résistance par unité de longueur. Lorsque de nombreux tours de fil sont utilisés pour construire une bobine, la résistance totale peut être importante. Cette résistance inhérente est appelée résistance en courant continu ou résistance d'enroulement (RW). Bien que cette résistance soit répartie sur la longueur du fil, elle
apparaît en série avec l'inductance de la bobine. Dans de nombreuses applications, la résistance de l'enroulement peut être suffisamment faible pour être ignorée et la bobine peut être considérée comme une inductance idéale. Dans d'autres cas, la résistance doit être considérée.
Capacité d'enroulement
Lorsque deux conducteurs sont placés côte à côte, il y a toujours une certaine capacité entre eux. Ainsi, lorsque de nombreuses spires de fil sont rapprochées dans une bobine, une certaine quantité de capacité parasite, appelée capacité d'enroulement (CW), est un effet secondaire naturel. Dans de nombreuses applications, cette capacité d'enroulement est très faible et n'a pas d'effet significatif. Dans d'autres cas, notamment aux hautes fréquences, elle peut devenir assez importante.
Le total des capacités parasites entre chaque boucle de l'enroulement est indiqué dans un schéma comme une capacité apparaissant en parallèle avec la bobine et sa résistance d'enroulement, comme le montre la figure:
Révision de la loi de Faraday
Rappelons que la loi de Faraday comporte deux parties. La première partie précise que :
La quantité de tension induite dans une bobine est directement proportionnelle au taux de variation du champ magnétique par rapport à la bobine.
Ce principe est illustré à la figure , où un barreau magnétique est déplacé
à travers une bobine de fil. Une tension induite est indiquée par le
voltmètre connecté aux bornes de la bobine.
Plus l'aimant est déplacé rapidement, plus la tension induite est élevée.
Lorsqu'un fil est formé en un certain nombre de boucles ou de tours et est exposé à un champ magnétique changeant, une tension est induite à travers la bobine. La tension induite est proportionnelle au nombre de tours de fil dans la bobine, N, et à la vitesse à laquelle le champ magnétique change. Le taux de variation du champ magnétique est désigné par dΦ/dt, où Φ est le flux magnétique. Le rapport dΦ/dt, s'exprime en webers/seconde (Wb/s). La loi de Faraday stipule que la tension induite aux bornes d'une bobine est égale au nombre de tours (boucles) multiplié par le taux de variation du flux. Il a été donné dans l'équation
Appliquez la loi de Faraday pour trouver la tension induite aux bornes d'une bobine de 500 spires située dans un champ magnétique qui évolue à une vitesse de 5 Wb/s.
SOLUTION
Loi de Lenz
Lorsque le courant à travers une bobine change, une tension induite est créée en raison du champ électromagnétique changeant et la polarité de la tension induite est telle qu'elle s'oppose toujours au changement de courant.
(a) Commutateur ouvert : Courant constant et champ magnétique constant ; pas de tension induite.
(b) Au moment de la fermeture de l'interrupteur : l'expansion du champ magnétique induit une tension qui s'oppose à une augmentation du courant total. Le courant total reste le même à cet instant.
(c) Juste après la fermeture de l'interrupteur : le taux d'expansion du champ magnétique diminue, permettant au courant d'augmenter de façon exponentielle à mesure que la tension induite diminue.
(d) L'interrupteur reste fermé : le courant et le champ magnétique atteignent une valeur constante.
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