Ampèremètres inductifs : Le principe électromagnétique de mesure de courant

Principe de fonctionnement : Déflexion électromagnétique

Un ampèremètre inductif (plus précisément, un ampèremètre AC à fer mobile ou à bobine mobile, ou une pince ampèremétrique transformateur de courant) fonctionne sur le principe fondamental de l'électromagnétisme : un courant électrique crée un champ magnétique proportionnel à sa magnitude.

1. Ampèremètre à fer mobile (MI) à palette (Montage panneau, Analogique)

• Mécanisme : Bobine fixe porte courant ligne → produit champ magnétique ∝ I. Deux palettes fer doux (une fixe, une pivotante) à l'intérieur bobine deviennent aimantées même polarité → se repoussent. Déflexion θ ∝ I² (loi carrée).
• Échelle : Non-linéaire (comprimée bas échelle). Calibrée pour RMS de sinusoïde.
• Fréquence : 25–125 Hz (fréquence secteur). Courants de Foucault dans fer limitent réponse HF.
• Robuste, pas cher, pas alimentation externe. Mesure vrai RMS pour sinusoïdes (réponse loi carrée).

2. Bobine mobile (D'Arsonval) avec redresseur (Ampèremètre AC)

• Mécanisme : Bobine mobile dans champ aimant permanent (principe moteur CC). Couple ∝ I_moy. Redresseur série (pont) convertit AC → DC pulsé.
• Calibrage : Échelle marquée en RMS supposant onde pure sinusoïdale (Facteur de forme = 1,11). Lit faux sur formes d'onde déformées.
• Sensibilité : Élevée (50 µA–1 mA FS). Chute de charge faible.
• Fragile : Paliers rubis, ressorts. Pas pour haute vibration.

3. Pince ampèremétrique / Transformateur de courant (TC) — L' « ampèremètre inductif » moderne

C'est ce que la plupart ingénieurs entendent aujourd'hui. Il utilise l'induction magnétique sans couper le circuit.

• Pince AC (TC) : Noyau ferrite fendu → mâchoires articulées. Conducteur = Primaire (1 tour). Enroulement secondaire (N tours) → résistance charge → tension ∝ I. `V_sortie = (I_primaire / N) × R_charge`.
• Pince Effet Hall (AC/DC) : Capteur Hall dans entrefer noyau mesure flux DC (proportionnel courant DC) + flux AC. Nécessite batterie/alimentation.
• Bobine Rogowski flexible : Tore à noyau air. `V_sortie = M × di/dt`. Nécessite intégrateur (analogique/numérique) → `I`. Mesure courant fort (kA), flexible, pas saturation. AC seulement.

4. Électrodynamique (Bobine mobile + Bobine fixe) — Standard précision

• Bobine fixe (courant) + Bobine mobile (courant) → Couple ∝ I₁I₂. Peut mesurer puissance AC/DC, courant. Vrai RMS inhérent. Utilisé comme standards de transfert.

Pourquoi « Inductif » ?

Le terme souligne que le mécanisme de mesure couple au champ magnétique du conducteur ind (via inductance mutuelle / circuit magnétique), pas par contact ohmiquement direct (shunt). Ceci fournit :

• Isolement galvanique : Circuit mesure flottant par rapport conducteur mesuré (sécurité, évitement boucles masse).
• Pas d'interruption circuit : Pince = mesure sous tension.
• Pas de chute tension de charge : (TC idéal) — n'affecte pas fonctionnement circuit.

Spécifications clés pour sélection

Spec	Plage typique / Signification
Plage courant	0,1 A – 2000 A (pince), jusqu'à 10 kA+ (Rogowski)
Plage fréquence	40–400 Hz (secteur), 20 Hz–10 kHz (général), 100 kHz+ (TC large bande)
Précision	±(1–3% lecture + 0,5% PE) typique portatif; ±0,1–0,5% TC précision
Facteur de crête	3 (sinus), jusqu'à 10 (déformé) pour pinces True RMS
Ouverture mâchoires	15–55 mm (standard), 100+ mm (grande), flexible (Rogowski)
Classe sécurité	CAT III 600V / CAT IV 300V minimum travail tableau

Résumé

Les ampèremètres inductifs exploitent La loi d'Ampère (∮B·dl = μ₀I). Le champ magnétique circulant autour d'un conducteur parcouru par un courant est le « signal ». Qu'il dévie une palette fer, torse une bobine, induise tension dans secondaire TC, ou biaise capteur Hall, le principe est le même : courant → champ magnétique → effet mécanique/électrique mesurable.