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| Que se passe-t-il si on branche une bobine à une source de tension continu tel qu'une pile ? La bobine n'étant qu'un fil, on peut se dire que l'on va créer un court-circuit. Pas forcément car pour une bobine la résistance du fil est souvent non négligeable. Donc la bobine se comportera plutôt comme une résistance. L'intensité qui passera dans la bobine sera égal à I = U/R avec U la tension et R la résistance de la bobine. Quelle différence avec une résistance classique. Premièrement, la bobine a tendance à s'opposer au changement d'intensité la traversant. Ainsi avant d'être branché la bobine a une intensité nulle la traversant. Lorsqu'on la branche à la pile son intensité va devenir I = U/R mais cela va prendre un certain temps qui est souvent tellement petit qu'il est imperceptible. Ce temps correspond à la création du champ magnétique autour de la bobine. Un fois que le courant est arrivé à U/R, le champ magnétique est lui aussi constant. Une bobine traversée par un courant constant est un peu comme une résistance avec un champ magnétique autour d'elle. Que se passe-t-il quand on coupe le circuit ? Ici encore la bobine va s'opposer au changement de l'intensité la traversant. En coupant le circuit, on va faire passer l'intensité de I à 0 en un temps très court, une fois que l'intensité sera nulle son champ magnétique le sera aussi. C'est l'énergie du champ magnétique qui va tenter de s'opposer au changement d'intensité en poussant les charges électriques. Ainsi lorsque l'on coupe le circuit, le champ magnétique va décroître et créer une surtension à l'endroit où l'on coupe le circuit afin de laisser passer le courant. Le résultat est la formation d'une étincelle parfois visible avec de grosses bobines et de grands courant électriques. Cette étincelle est dûe au passage de l'électricité dans l'air. Normalement, l'air est un très bon isolant et l'électricité ne passe pas à travers l'air. Cependant pour des tensions assez grandes et des fils assez proche l'air peut devenir conducteur via la formation d'un éclair miniature. C'est le même phénomène qui se passe mais à plus grande échelle avec les éclairs. Cette faculté de créer des étincelles peut être utile par exemple pour enclencher une combustion. | Que se passe-t-il si on branche une bobine à une source de tension continu tel qu'une pile ? La bobine n'étant qu'un fil, on peut se dire que l'on va créer un court-circuit. Pas forcément car pour une bobine la résistance du fil est souvent non négligeable. Donc la bobine se comportera plutôt comme une résistance. L'intensité qui passera dans la bobine sera égal à I = U/R avec U la tension et R la résistance de la bobine. Quelle différence avec une résistance classique. Premièrement, la bobine a tendance à s'opposer au changement d'intensité la traversant. Ainsi avant d'être branché la bobine a une intensité nulle la traversant. Lorsqu'on la branche à la pile son intensité va devenir I = U/R mais cela va prendre un certain temps qui est souvent tellement petit qu'il est imperceptible. Ce temps correspond à la création du champ magnétique autour de la bobine. Un fois que le courant est arrivé à U/R, le champ magnétique est lui aussi constant. Une bobine traversée par un courant constant est un peu comme une résistance avec un champ magnétique autour d'elle. Que se passe-t-il quand on coupe le circuit ? Ici encore la bobine va s'opposer au changement de l'intensité la traversant. En coupant le circuit, on va faire passer l'intensité de I à 0 en un temps très court, une fois que l'intensité sera nulle son champ magnétique le sera aussi. C'est l'énergie du champ magnétique qui va tenter de s'opposer au changement d'intensité en poussant les charges électriques. Ainsi lorsque l'on coupe le circuit, le champ magnétique va décroître et créer une surtension à l'endroit où l'on coupe le circuit afin de laisser passer le courant. Le résultat est la formation d'une étincelle parfois visible avec de grosses bobines et de grands courant électriques. Cette étincelle est dûe au passage de l'électricité dans l'air. Normalement, l'air est un très bon isolant et l'électricité ne passe pas à travers l'air. Cependant pour des tensions assez grandes et des fils assez proche l'air peut devenir conducteur via la formation d'un éclair miniature. C'est le même phénomène qui se passe mais à plus grande échelle avec les éclairs. Cette faculté de créer des étincelles peut être utile par exemple pour enclencher une combustion. |
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| | Pour une autre approche voir : |
| | [[https://www.youtube.com/watch?v=16TAJREID_0 | Les inducteurs expliqués]] |
| | [[https://www.youtube.com/watch?v=0seLdss_Nm4 | Les bases des solénoïdes expliqués]] |
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| === Test de compréhension === | === Test de compréhension === |
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| ==== Les électro-aimants ==== | ==== Utilisation d'une bobine ==== |
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| | === Les électro-aimants === |
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| Lorsqu'une bobine est utilisé pour ses propriétés magnétiques, on parle d'électro-aimant. La bobine souvent muni de fer doux en son centre est en effet un aimant qui est piloté par le courant électrique passant par elle ; c'est donc un aimant électrique. Avec un courant assez fort, un électro-aimant est capable de porter des pièces métalliques de plusieurs dizaines voire centaines de kilos. Cela peut être utile pour déplacer des pièces métalliques dans une casse automobile par exemple. | Lorsqu'une bobine est utilisé pour ses propriétés magnétiques, on parle d'électro-aimant. La bobine souvent muni de fer doux en son centre est en effet un aimant qui est piloté par le courant électrique passant par elle ; c'est donc un aimant électrique. Avec un courant assez fort, un électro-aimant est capable de porter des pièces métalliques de plusieurs dizaines voire centaines de kilos. Cela peut être utile pour déplacer des pièces métalliques dans une casse automobile par exemple. |
| ==== Les relais ==== | |
| | === Les relais === |
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| En électronique, il est intéressant de pouvoir manipuler un interrupteur automatiquement sans intervention humaine. Le relais est une des possibilités de réaliser cela.Il existe plusieurs type de relais mais le plus simple est constitué de quatre pattes : deux servant pour l'interrupteur (noté A et B) et deux pour contrôler cet interrupteur (C et D). A vide, les pattes A et B ne sont pas relié électriquement. Cependant, si un courant électrique assez fort passe entre C et D, cela créera une liaison électrique entre A et B comme si on avait actionné un interrupteur. | En électronique, il est intéressant de pouvoir manipuler un interrupteur automatiquement sans intervention humaine. Le relais est une des possibilités de réaliser cela.Il existe plusieurs type de relais mais le plus simple est constitué de quatre pattes : deux servant pour l'interrupteur (noté A et B) et deux pour contrôler cet interrupteur (C et D). A vide, les pattes A et B ne sont pas relié électriquement. Cependant, si un courant électrique assez fort passe entre C et D, cela créera une liaison électrique entre A et B comme si on avait actionné un interrupteur. |
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| Souvent il n'est pas indiqué quelles pattes sont reliées à la bobine et quelles autres sont utilisées pour l'interrupteur. Pour trouver les pattes lié à la bobine, il faut tester au ohmmètre toutes les pairs de pattes jusqu'à trouver une résistance non nulle et non infinie, il y a de grande chance alors que les pattes soient reliées à la bobine. | Souvent il n'est pas indiqué quelles pattes sont reliées à la bobine et quelles autres sont utilisées pour l'interrupteur. Pour trouver les pattes lié à la bobine, il faut tester au ohmmètre toutes les pairs de pattes jusqu'à trouver une résistance non nulle et non infinie, il y a de grande chance alors que les pattes soient reliées à la bobine. |
| ==== Les haut-parleurs ==== | |
| | Sur les relais vous pouvez lire l'indication 12 ou 24 V. On pourrait penser qu'il faut une tensions de 12 ou 24 V pour enclencher le relais. Ce n'est pas si simple. Par contre ce qui est simple c'est que si vous donnez du 12 ou 24 V constant à un relais, il va s'enclencher. Mais vous pourriez l'enclencher avec un tension plus faible. Souvent un relais peut s'enclencher avec une tension proche de la moitié de celle indiquée. Il n'est pas clair à quelle tension précisément le relais s'enclenche. De plus une fois enclenché, il ne se désenclenche pas pour la même tension. Prenons pour exemple un relais 24 V que l'on enclenche avec une tension constante minimale de 16 V. Il faudra peut être descendre à 5 V pour le désenclencher. Ainsi pour être sûr de passer d'un interrupteur ouvert à fermé, il faut être à 0 ou 24 V et éviter l'entre deux. |
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| | Par contre cette propriété de flottement pour le voltage d'enclenchement/désenclenchement permet de faire assez facilement une clignotant. Il faut pour cela prendre un relais inverseur de 24 V avec un condensateur de 1 mF et une source de tension constante de 24 V aussi et une résistance. Le principe est de faire augmenter lentement la tension du condensateur en parallèle de la bobine. Quand le condensateur sera assez chargé il enclenchera la bobine qui coupera l'arrivé du courant au condensateur pour le donner à une LED. Le condensateur se videra dans la bobine, sa tension chutera jusqu'à arriver à la tension de désenclenchement du relais. Un fois désenclenché, la LED s'éteint, le relais redonne du courant au condensateur qui se recharge et qui réenclenche le relais et tout recommence. |
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| | === Les haut-parleurs === |
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| Le son est une vibration de l'air. Si on peut faire vibrer rapidement une membrane dans l'air, alors on peut créer du son. C'est sur ce principe que sont fait les haut-parleurs. Mais comment faire vibrer rapidement une membrane. C'est là qu'est utiliser une bobine. En effet, la membrane du haut-parleur est reliée solidement à une bobine. Au centre de cette bobine se trouve un aimant fixe. En faisant passer un courant alternatif dans la bobine, cette dernière va se comporter comme un aimant qui change rapidement de polarité. Ainsi la bobine va interagir avec l'aimant qui lui ne change pas de polarité. Tantôt la bobine va être poussé vers le haut, tantôt vers le bas et ainsi elle entraîne la membrane qui va elle aussi osciller. Le résultat est l'émission d'un son directement relié au courant passant par la bobine. | Le son est une vibration de l'air. Si on peut faire vibrer rapidement une membrane dans l'air, alors on peut créer du son. C'est sur ce principe que sont fait les haut-parleurs. Mais comment faire vibrer rapidement une membrane. C'est là qu'est utiliser une bobine. En effet, la membrane du haut-parleur est reliée solidement à une bobine. Au centre de cette bobine se trouve un aimant fixe. En faisant passer un courant alternatif dans la bobine, cette dernière va se comporter comme un aimant qui change rapidement de polarité. Ainsi la bobine va interagir avec l'aimant qui lui ne change pas de polarité. Tantôt la bobine va être poussé vers le haut, tantôt vers le bas et ainsi elle entraîne la membrane qui va elle aussi osciller. Le résultat est l'émission d'un son directement relié au courant passant par la bobine. |
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| | Si vous alimentez un haut-parleur avec une tension continu, vous verrez la membrane bouger lorsque vous fermerez et ouvrirez le circuit. Attention à ne pas mettre une tension trop forte car les résistances des haut-parleurs ne sont pas très élevé et vous risqueriez de le faire surchauffer. Si vous le faite assez rapidement, vous entendrez un grésillement et verrez la membrane bouger. Avec une tension alternative assez basse pour ne pas le faire surchauffez vous pourrez entendre un son qui sera une note grave de 50 Hz. |
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| ==== Les moteurs à courant continu ==== | === Les moteurs à courant continu === |
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| Une utilisation très importante des bobines est le monde des moteurs électriques. Bien qu'il existent des moteurs de tout type travaillant avec des puissances très différentes et avec des courants différents (continu, alternatif, triphasé), tous les moteurs électriques fonctionnent sur le même principe la répulsion de champ magnétique. | Une utilisation très importante des bobines est le monde des moteurs électriques. Bien qu'il existent des moteurs de tout type travaillant avec des puissances très différentes et avec des courants différents (continu, alternatif, triphasé), tous les moteurs électriques fonctionnent sur le même principe la répulsion de champ magnétique. |
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| ==== Les transformateurs ==== | ==== Les transformateurs ==== |
