Le principe de fonctionnement de l'inductance est très abstrait: pour expliquer ce qu'est une inductance, nous partons des phénomènes physiques de base.

Un, deux phénomènes et une loi-magnétisme par électricité, électricité par magnétisme et loi de Lenz

1. Phénomène électromagnétique

Il y a eu une expérience de physique au lycée: une petite aiguille magnétique a été placée à côté du conducteur sous tension, et la direction de la petite aiguille magnétique a été déviée, ce qui montre qu'il y a un champ magnétique autour du courant. Ce phénomène a été découvert en 1820 par le physicien danois Oersted.

Si nous enroulons le conducteur dans un cercle, le champ magnétique généré par chaque cercle du conducteur peut se chevaucher et le champ magnétique global deviendra plus fort, ce qui peut attirer de petits objets. Sur la figure, le courant de la bobine est de 2 ~ 3A. Notez que le fil émaillé a une limite de courant nominal, sinon il fondra à haute température:

2. Magnétisme (dynamique)

En 1831, le scientifique britannique Faraday a découvert que lorsqu'une partie d'un conducteur en circuit fermé exécute un champ magnétique de coupe, de l'électricité sera générée sur le conducteur. La condition préalable est que le circuit et le champ magnétique se trouvent dans un environnement relativement changeant, on parle donc de magnétisme «en mouvement», et le courant généré est appelé courant induit.

Nous pouvons expérimenter avec un moteur. Généralement, le moteur à balais CC commun a des aimants permanents dans le stator et des conducteurs de bobine dans le rotor. La rotation manuelle du rotor signifie que le conducteur coupe les lignes de force magnétiques. Connectez les deux électrodes du moteur avec un oscilloscope et le changement de tension peut être mesuré. Le générateur est fabriqué sur la base de ce principe.

3. Loi de Lenz

Loi de Lenz: La direction du courant induit généré par le changement du flux magnétique est la direction qui s'oppose au changement du flux magnétique.

La compréhension simple de cette phrase est la suivante: lorsque le champ magnétique (champ magnétique externe) dans l'environnement du conducteur devient plus fort, le champ magnétique généré par son courant induit est opposé à l'effet du champ magnétique externe, rendant le champ magnétique global plus faible que le champ magnétique externe. Lorsque le champ magnétique (champ magnétique externe) dans l'environnement du conducteur devient plus faible, le champ magnétique généré par son courant induit est opposé à l'effet du champ magnétique externe, rendant le champ magnétique global plus fort que le champ magnétique externe.

Par la loi de Lenz, la direction du courant induit sur le circuit peut être jugée.

Deux bobines de tube en spirale expliquent comment fonctionne l'inducteur

Avec les réserves de connaissances des deux phénomènes ci-dessus et une loi, voyons comment fonctionne l'inducteur.

L'inductance la plus simple est une bobine de tube en spirale:

Situation lors de la mise sous tension

Nous interceptons une petite section du tube en spirale et nous pouvons voir deux bobines, la bobine A et la bobine B:

Pendant le processus de mise sous tension, la situation est la suivante:

1. Le courant traversant la bobine A, en prenant sa direction comme indiqué par la ligne continue bleue, est appelé courant d'excitation externe;
2. Selon le principe de l'électromagnétisme, le courant d'excitation externe génère un champ magnétique, et le champ magnétique commence à se répandre dans l'espace environnant et recouvre la bobine B, ce qui équivaut à la bobine B coupant les lignes de force magnétique, comme le montre la ligne pointillée bleue;
3. Selon le principe de la magnétoélectricité, le courant induit est généré sur la bobine B, la direction est indiquée par la ligne verte continue et la direction est opposée au courant d'excitation externe;
4. Selon la loi de Lenz, le champ magnétique généré par le courant induit doit s'opposer au champ magnétique du courant d'excitation externe, il est donc représenté par la ligne pointillée verte;

Une fois l'alimentation stabilisée (DC)

Une fois l'excitation stable, le courant d'excitation externe de la bobine A est constant et le champ magnétique généré par celle-ci est également constant. Le champ magnétique et la bobine B ne bougent pas l'un par rapport à l'autre, il n'y a donc pas de magnétisation et pas de courant représenté par la ligne verte continue. A ce moment, l'inductance équivaut à un court-circuit pour l'excitation externe.

Troisièmement, les caractéristiques de l'inductance - le courant ne peut pas être soudain

Après avoir compris comment fonctionne l'inducteur, examinons la caractéristique la plus importante de l'inducteur: le courant sur l'inducteur ne peut pas changer soudainement.

Sur la figure, l'abscisse de la courbe de droite est le temps et l'ordonnée est le courant sur l'inducteur. Prenez le moment où l'interrupteur est fermé comme origine du temps.

peut être vu:

1. Au moment où l'interrupteur est fermé, le courant sur l'inductance est de 0 A, ce qui équivaut à un circuit ouvert. En effet, le courant instantané change brusquement et un énorme courant induit (vert) sera généré pour résister au courant d'excitation externe (bleu);
2. Dans le processus d'atteindre un état stable, le courant sur l'inducteur change de façon exponentielle;
3. Après avoir atteint l'état d'équilibre, le courant sur l'inducteur est I = E / R, ce qui équivaut à un court-circuit de l'inducteur;
4. La force électromotrice induite fait écho au courant induit, sa fonction est de s'opposer à E, elle est donc appelée Back EMF (force électromotrice arrière);

4. Qu'est-ce que l'inductance?

L'inductance est utilisée pour décrire la capacité d'un appareil à résister aux changements de courant. Si la capacité de résister aux changements de courant est plus forte, plus l'inductance est élevée, et vice versa.

Pour l'excitation CC, l'inductance finale apparaît sous la forme d'un court-circuit (la tension est de 0).Mais dans le processus de mise sous tension, la tension et le courant ne sont pas 0, ce qui signifie qu'il y a de la puissance. Le processus d'accumulation de cette énergie se charge. Il stocke cette énergie sous la forme d'un champ magnétique. En cas de besoin (une excitation externe ne peut pas maintenir un état stable)Le courant sous) libère de l'énergie.

L'inductance est un dispositif inertiel dans le domaine de l'électromagnétique. Les dispositifs inertiels n'aiment pas les changements. Tout comme le volant en dynamique, il est difficile de tourner au début, et une fois qu'il tourne, il est difficile de s'arrêter, et la conversion d'énergie se produit pendant la période.