Comment calculer le courant d'une bobine (inductance)
Les inductances comme les bobines et transformateurs agissent comme des conducteurs droits quand une tension continue (DC) constante les traverse, mais comme des filtres passe-bas avec des fréquences de coupure spécifiques où elles arrêtent de conduire les tensions alternatives (AC). Sous le point de coupure, leur courant retarde la tension d'un temps déterminé par la tension et le niveau d'inductance exprimé en Henrys (H) et plus couramment en millihenrys (mH). Vous pouvez calculer le courant d'une inductance avec une connaissance des paramètres électriques entourant son implémentation en circuit.
Matériel nécessaire
- Calculatrice
Instructions
Rampe de courant par impulsion unique de tension DC
Définissez l'application de l'inductance. Un labo électronique a une bobine en fil de cuivre bobiné de 16,8 mH installée dans un circuit de test série simple avec une source DC à tension variable et un interrupteur à durée ajustable. La résistance DC pure de la bobine de 16,8 mH est de 12 ohms, et un signal de 3 volts est soudainement commuté. Avec cette information, vous pouvez calculer le courant de l'inductance après 0,2 secondes et après saturation (devient conducteur résistif).
Calculez d'abord le courant de saturation de l'inductance pour mieux comprendre sa progression après 2 secondes. Cela se réduit à un simple I (courant en ampères) = E(tension)/R(résistance). En substituant les valeurs connues : I = 3 volts / 12 ohms = 0,25 ampères. C'est le taux de courant maximal qui circulera jamais dans cette bobine sous ces conditions.
Calculez le courant de l'inductance 0,2 seconde après l'application du signal DC 3 volts en utilisant la formule Ipk = V × Ton / L où Ipk est la valeur du courant à 0,2 secondes, Ton est le temps d'allumage en secondes et L est l'inductance en mH. En substituant : Ipk = 3 volts × 0,2 secondes / 16,8 mH = 0,0357 ampères.
Calculez le temps que met la bobine pour atteindre sa limite de 0,25 ampères en supposant un taux de saturation linéaire. Puisque le courant maximal est 0,25 A (déterminé par sa résistance) et le taux d'augmentation est 0,0357 A en 0,2 s, le temps total Tt = (0,25 A / 0,0357 A) × 0,2 s = 1,4 secondes.
Courant d'inductance sous tension AC
Définissez l'application de l'inductance AC. Dans ce cas, la même inductance AC de 16,8 mH est installée dans un circuit AC alimenté par un transformateur secteur avec une sortie AC constante de 3 volts à 60 Hertz. Avec cette information, vous pouvez calculer le courant de l'inductance.
Déterminez la formule de l'inductance pour fonctionnement AC et calculez les valeurs. Pour ce cas, courant I = V / X où X = w (fréquence angulaire en radians/sec) × L (inductance en millihenrys). La fréquence angulaire w = 2 × π × fréquence (Hz). En substituant : w = 2 × 3,1416 × 60 Hz = 377 radians/seconde. La valeur d'impédance X = 377 rad/s × 0,0168 H = 6,33 ohms d'impédance réactive.
Calculez le courant de l'inductance AC en régime permanent à 3V AC et 60 Hz. Courant I = 3 volts / 6,33 ohms = 0,4739 ampères. Cependant, cela suppose une résistance DC négligeable alors qu'ici elle est de 12 ohms. Donc, l'impédance et la résistance doivent être additionnées : R + X = 12 + 6,33 = 18,33 ohms. En résolvant pour le courant : 3 volts / 18,33 ohms = 0,1637 ampères, soit environ 65,48 % de la valeur pure DC, ce qui est totalement raisonnable pour la comparaison DC/AC.