Qu'est-ce que l'inductance
L'inductance est appelée un élément idéalisé d'un circuit électrique dans lequel l'énergie d'un champ magnétique est stockée. Le stockage de l'énergie du champ électrique ou la conversion de l'énergie électrique en d'autres types d'énergie ne s'y produit pas.
La chose la plus proche d'un élément idéalisé - l'inductance - est un élément réel d'un circuit électrique - bobine inductive.
Contrairement à une inductance, une bobine d'inductance stocke également l'énergie du champ électrique et convertit l'énergie électrique en d'autres types d'énergie, en particulier la chaleur.
Quantitativement, la capacité des éléments réels et idéalisés d'un circuit électrique à stocker l'énergie d'un champ magnétique est caractérisée par un paramètre appelé inductance.
Ainsi, le terme "inductance" est utilisé comme nom d'un élément idéalisé d'un circuit électrique, comme nom d'un paramètre qui caractérise quantitativement les propriétés de cet élément, et comme nom du paramètre principal d'une bobine inductive.
Riz. 1. Notation graphique conventionnelle de l'inductance
La relation entre la tension et le courant dans une bobine inductive est déterminée la loi de l'induction électromagnétique, d'où il résulte que lorsque le flux magnétique pénétrant dans la bobine inductive change, une force électromotrice e y est induite, proportionnelle au taux de variation de la liaison de flux de la bobine ψ et dirigée de telle manière que le courant provoqué par elle, tend à empêcher une variation du flux magnétique :
e = — dψ / dt
La liaison de flux de la bobine est égale à la somme algébrique des flux magnétiques pénétrant dans ses spires individuelles :
où N est le nombre de spires de la bobine.
Un flux magnétique F pénétrant chacune des spires de la bobine, dans le cas général, peut contenir deux composantes : le flux magnétique d'auto-induction Fsi et le flux magnétique de champs extérieurs Fvp : F_Fsi + Fvp.
La première composante est le flux magnétique provoqué par le courant traversant la bobine, la seconde est déterminée par des champs magnétiques dont l'existence n'est pas liée au courant dans la bobine - le champ magnétique terrestre, les champs magnétiques d'autres bobines et aimants permanents… Si la deuxième composante du flux magnétique est causée par le champ magnétique d'une autre bobine, alors on l'appelle le flux magnétique d'induction mutuelle.
Le flux de bobine ψ, ainsi que le flux magnétique Φ, peuvent être représentés comme la somme de deux composants : la liaison de flux d'auto-induction ψsi et la liaison de flux de champ externe ψvp
ψ= ψsi + ψvp
e = esi + dvp,
ici eu est la FEM de l'auto-induction, evp est la FEM des champs externes.
Si les flux magnétiques des champs extérieurs à la bobine inductive sont égaux à zéro et que seul le flux auto-induit pénètre dans la bobine, alors seul CEM d'auto-induction.
La relation de flux d'inductance dépend du courant traversant la bobine. Cette dépendance, appelée Weber - l'ampère caractéristique de la bobine inductive, a généralement un caractère non linéaire (Fig. 2, courbe 1).
Dans un cas particulier, par exemple pour une bobine sans noyau magnétique, cette dépendance peut être linéaire (Fig. 2, courbe 2).
Riz. 2. Caractéristiques de l'ampère Weber de la bobine inductive: 1 - non linéaire, 2 - linéaire.
En unités SI, l'inductance est exprimée en henry (H).
Lors de l'analyse des circuits, la valeur de la FEM induite dans la bobine n'est généralement pas prise en compte, mais la tension à ses bornes, dont le sens positif est choisi pour coïncider avec le sens positif du courant :
Un élément idéalisé d'un circuit électrique - l'inductance - peut être considéré comme un modèle simplifié d'une bobine inductive, reflétant la capacité de la bobine à stocker l'énergie d'un champ magnétique.
Pour une inductance linéaire, la tension à ses bornes est proportionnelle à la vitesse de variation du courant. Lorsque le courant continu traverse l'inductance, la tension à ses bornes est nulle, donc la résistance de l'inductance au courant continu est nulle.