inductance

Une inductance est une bobine de fil, généralement enroulée autour d'un noyau de fer ou de ferrite, qui s'oppose aux changements de courant électrique. Lorsque le courant traversant la bobine tente d'augmenter ou de diminuer, l'inductance génère un champ magnétique qui s'oppose à ce changement. Cette propriété, appelée inductance, est mesurée en henrys (H). Une petite inductance peut mesurer des millihenrys (mH) ou des microhenrys (uH) ; les grandes inductances de puissance peuvent atteindre plusieurs henrys.

Le matériau du noyau est très important. Les inductances à noyau d'air ont une faible inductance et sont utilisées lorsque l'espace le permet et que les pertes dans le noyau doivent être minimales, comme dans les circuits radiofréquences. Les inductances à noyau de fer concentrent beaucoup plus d'inductance dans une petite taille physique et sont les éléments essentiels des alimentations électriques et des filtres. Les noyaux de ferrite offrent un compromis, résistant aux pertes dans le noyau à des fréquences plus élevées. Le calibre du fil, le nombre de spires et le diamètre de la bobine affectent tous la valeur finale de l'inductance.

Où les inductances sont réellement utilisées

Dans les alimentations à découpage, les inductances lissent l'ondulation du courant et stockent l'énergie entre les cycles de commutation. Un convertisseur buck typique utilise une inductance en série avec la sortie pour réduire les pics de courant qui endommageraient autrement les circuits de charge. Dans les filtres d'interférences électromagnétiques (EMI), les inductances bloquent le bruit haute fréquence tout en laissant passer les signaux basse fréquence. Les filtres d'entrée sur les machines industrielles combinent souvent des inductances avec des condensateurs pour éliminer les émissions conduites.

Les inductances tombent en panne lorsque l'isolation du fil se dégrade à cause de la chaleur ou des contraintes mécaniques, lorsque le noyau sature à des niveaux de courant inattendument élevés et perd son inductance, ou lorsque le noyau développe des pertes par courants de Foucault qui transforment le composant en un radiateur plutôt qu'en un filtre. Les concepteurs doivent tenir compte de la résistance de l'inductance (le fil n'est pas un conducteur pur) et du comportement du noyau en fonction de la fréquence. Une inductance conçue pour le secteur 60 Hz peut surchauffer si elle est utilisée dans un circuit de commutation de 20 kHz sans déclassement.

Le terme vient du verbe induire, reflétant la fonction du dispositif : il induit une tension s'opposant au changement de courant selon la loi de Faraday. Contrairement aux résistances et aux condensateurs, les inductances sont plus volumineuses et plus lourdes à des puissances équivalentes, c'est pourquoi elles apparaissent principalement dans les circuits de puissance plutôt que dans les circuits de signal. Leur coût par henry augmente fortement pour les faibles valeurs d'inductance, ce qui rend une inductance de 100 uH proportionnellement plus chère qu'une inductance de 10 mH.