Question stupide pour férus d'électronique : au sujet du fonctionnement d'une bobine

[invite0e12517b]

Bonjour,

J'ai toujours été passionné de sciences et plus particulièrement d'électronique... Malheureusement, comme toujours le lycée (auquel je suis encore pour quelques mois -normalement-, oui je sais ^^ ) s'arrête là où ça devient intéressant.

La politique du lycée, c'est "Pose pas de questions, apprend ton cours". Et pour ceux qui veulent comprendre ?

Voilà donc la question du jour : que se passe-t-il dans une bobine, comme phénomène physique (centré sur le champ magnétique), pour que la bobine s'oppose aux variations de courant ?

La tension induite par les variations de courant est-elle une transformation du champ magnétique ? Si oui, comment ? Pourquoi ?

Désolé, trop de questions se bousculent dans ma tête ^^

Merci à ceux qui auront le courage de répondre.
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[invite74b5b8f7]

Bonjour,

Voilà donc la question du jour : que se passe-t-il dans une bobine, comme phénomène physique (centré sur le champ magnétique), pour que la bobine s'oppose aux variations de courant ?

Je suppose (je n´affirme pas) que cela est du au fait que le noyau de la bobine est magnétise dans un sens et que comme les matériaux ferromagnétiques ont une hystérésis dans leur caractéristique B = f (H) il faut plus de force de champs pour revenir au même point et donc le noyau oppose une force magnétique à ta variation de courant...
(pas facile à expliquer et surement encore plus dure pour toi de me comprendre!)

Un peu plus simplement, ton noyau est magnétisé dans un sens et comme tu veux le magnétiser dans l´autre sens il s´y oppose...

[invite3c59dc04]

Salut,

On explique cela au moyen de la loi de lenz. Je te donne un lien sur ce sujet mais en cherchant dans google tu trouveras d'autres cours et information sur ce sujet

http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_lenz

@+

[invite4e72d391]

Bonsoir kidpaddle2 et tous (tes)
Un lien qui pourra peut-être vous aider:
http://www.f8kgl.com/IMG/pdf/seance_technique_3.pdf
Amicalement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite74b5b8f7]

Un peu plus mathématiquement:

(Il faudrait que tu ais sous les yeux un courbe représentant l´hystéréis des materiaux ferromagnétiques)
http://www.physique-appliquee.net/ph...ieux_ferro.pdf
(regarde celles des materiaux "durs", le phénomène est plus grand(Attention, durs magnétiquements))

Retiens: H ~ I (H proportionnel à I) et B = f(H) = la courbe

Donc si on considère que tu es en haut à droite de ta courbe (materiaux saturé), si tu diminues I, tu diminue H (force du champs) mais de par la forme de la courbe, ton Induction magnétique (B) ne descend pas trop, et reste donc en opposition à la diminution du courant (car en quelque sorte, il tendrait à créer du courant pour compenser)...
Mais comme je disais, pas facile à expliquer (et déjà j´espèr que mes idées sont encore claires et que je n´ai pas divagué!)

[invite74b5b8f7]

Un courant électrique créé un champ magnétique (1.2.1). Si, de plus, le courant est variable, le
champ ainsi créé est lui-même variable et est responsable de l’apparition d’un courant dit
induit dans le deuxième conducteur : c’est l’effet inductif (1.3.1). Dans le même temps, le
courant induit est parfaitement à même de générer un champ magnétique. Ce nouveau champ
magnétique rétroagit sur le courant qui l’a créé, en ralentissant sa vitesse de variation. C’est
l’effet auto-inductif.

(tiré du doc de Gabymodel)
C´est ce que je voullais dire mais je trouve ca plus clair (non, je ne deviendrais pas professeur rassurez-vous)

[invitef86a6203]

On peut considérer que les condensateur se charge en "courant" et les bobines se charge en "tension".

Ainsi lorsqu'une tension apparait aux bornes de la bobine, au départ l'énergie est accumulée dans la bobine et aucun courant ne passe, puis la bobine se chargeant le courant apparait pour enfin se comporter comme un fil résistant.

Si l'on coupe la tension d'alimentation, l'énergie accumuler doit se décharger pour cela la tension aux bornes de la bobine monte vers l'infini , pour enfin se résorber en claquant par une étincelle ou par la résistance de fuite de la bobine ou d'une charge quelconque en parallèle.

si le générateur est toujours connecter avec un signal carré par exemple.
La bobine devient un générateur et le courant dans le fil qui relie le générateur va s'inverser , et la résistance interne du générateur servira de charge pour la bobine.

Dans le cas d'un générateur alternatif sinusoïdale, ce phénomène crée un déphasage en courant sur la bobine.

[gienas]

Bonjour kidpaddle2 et tout le groupe

J'aime bien la réponse de freepicbasic, car elle fait ressortir la "similitude" entre condensateur et inductance, qui sont très "complémentaires", et permettent de raisonner. Reste que le comportement de la self est quand-même plus mystérieux à saisir.

Je pense qu'il y a quelques corrections à y apporter.

On peut considérer que les condensateur se charge en "courant" et les bobines se charge en "tension" ...

J'ai envie de mettre un léger bémol.

Le condensateur a besoin d'un courant (qui pourtant ne traverse jamais le diélectrique, isolant) pour se charger, mais sa charge se matérialise sous la forme d'une tension, statique, qui reste présente, même si l'on cesse le courant de charge. Ce condensateur chargé, est un générateur potentiel, capable de fournir du courant, si nécessaire, quand une résistance va se présenter à ses bornes. On parle alors de résistance de charge, mais le mot charge a un autre sens.

En fait, le condensateur, par son comportement, s'oppose aux variations de tension à ses bornes que le courant veut lui imposer. Il "résiste" mais n'y parvient pas totalement.

Pour la bobine, c'est tout le contraire, avec tous les contraires possibles. Tout ce qui concerne la tension devient du courant, tout ce qui est statique devient dynamique ...

La bobine s'oppose à la variation du courant au travers d'elle. Et, une fois un courant établi, s'oppose à son annulation, en modifiant la tension à ses bornes. C'est son "arme" pour y parvenir.

L'énergie qui est emmagasinée dans la bobine, l'est sous forme d'un courant, qui ne peut se maintenir que sur un circuit fermé.

... Ainsi lorsqu'une tension apparait aux bornes de la bobine, au départ l'énergie est accumulée dans la bobine et aucun courant ne passe ...

Hum!

Quand la bobine est "neutre", au départ, elle ne comporte pas encore d'énergie emmagasinée, mais, déjà, elle "résiste" à l'établissement du courant.

Une fois ce courant établi, si l'on tente de couper le circuit, elle cherche à le maintenir. Pour cela, de récepteur qu'elle était, elle devient générateur, en inversant la tension à ses bornes, et en élevant la tension jusqu'à l'établissement du même courant. La tension peut prendre des valeurs très importantes, suffisantes pour que l'arc électrique se crée. Comme l'énergie contenue est finie, la "décharge" en courant sera d'autant plus brève que la tension sera importante.

[invitef86a6203]

ton explication conceptuel est aussi séduisante.

toutefois je pense une erreur;

en inversant la tension à ses bornes,

La tension ne s'inverse pas , c'est le courant qui s'inverse car le générateur devient charge et la charge générateur.

[gienas]

... La tension ne s'inverse pas , c'est le courant qui s'inverse car le générateur devient charge et la charge générateur.

Non non, je persiste et je signe.

Le courant est obligé de se maintenir à l'identique, sinon, toute la théorie s'écroule

Pour que le courant reste le même, il faut que la tension s'inverse, que le récepteur (la self) devienne générateur, en montant la tension assez pour que le courant reste le même (dans la première ps, après ...).

Edit: je ne comprends pas trop le sens des flèches de ton gif. L'ordre devrait être inversé.

1- circuit fermé, la bobine est parcourue par un courant. (pas la diode).

2- on ouvre le circuit. Le courant continue, à travers la diode, ne créant, dans ce cas, qu'une "surtension" de 0,6V, qui, de ce fait, peut durer très longtemps, ce qui est très sensible sur les relais, qui prennent un sacré retard à la coupure effective.

Les tests en supraconductivité, par abaissement des chutes de tension, allongent encore ce temps de décharge, qui tend vers l'infini, si la décharge peut se faire à tension nulle.

[invitef86a6203]

regarde le dessin post #9.
Il est faux ou juste ?

Si la tension s'inversait la pointe de surtension serait négative !
alors quelle est positive.

[BastienBastien]

Bonjour,

Votre histoire d'inversion de tension m'intéresse énromément car la diode de roue-libre des transistor m'a toujours intrigué.

Car, lorsque le tansistor passe de l'état saturé à l'état bloqué, alors, la bobine du relais électromagnétique situé entre +U et le collecteur présente un danger pour le Xtor car il y aurait un Vce ENORME. Donc, si Vce est positif et énorme, c'est qu'il y a eu INVERSION de la tension aux bornes de la bobine ?

D'où le e = - L di/dt ?

Merci.

[invitef86a6203]

Avec transistor IDEM
voir le schéma;


Si vous prenez 2 piles 1 de 1.5V et une de 3V. et le connecter ensemble
le courant va de 1.5V vers 3V ,

si vous inversez les piles c'est le courant qui s'inverse.
Essayer avec la diode au milieu en mettant une LED et des resistance de protection évidemment , vous verrez.

[invitef86a6203]

OK
mon dessin est faux
Si le courant s'inverse la tension aussi

UL corrigée

[Jack]

regarde le dessin post #9.
Il est faux ou juste ?

Le N°1 est faux. Gienas a raison. Le courant (positif) sort par le + du géné. De plus, l'allure de U_Lest fausse. U_L = U_G

Le champ magnétique ne peut admettre de discontinuité, donc le courant non plus dans une bobine.

Donc, si Vce est positif et énorme, c'est qu'il y a eu INVERSION de la tension aux bornes de la bobine ?
D'où le e = - L di/dt ?

Oui

[Jack]

On s'est croisés

Si le courant s'inverse la tension aussi

Le courant dans la bobine ne change pas de sens, mais la tension oui. C'est normal, puisqu'on passe d'un dipôle générateur à un dipôle récepteur.

A+

[BastienBastien]

Salut Jack,

Dis-moi :

On s'est croisés

Le courant dans la bobine ne change pas de sens, mais la tension oui. C'est normal, puisqu'on passe d'un dipôle générateur à un dipôle récepteur.

A+

"puisqu'on passe d'un dipôle générateur à un dipôle récepteur"

ou

"puisqu'on passe d'un dipôle récepteur à un dipôle générateur" ?

Merci.

[gienas]

Avec transistor IDEM ...

C'est super sympa d'avoir mis le transistor, car c'est plus facile à démontrer que c'est le chronogramme qui est faux.

En fait quand je dis que les schémas ne sont pas dans l'ordre, c'est que la conduction devrait être en premier, pour observer la coupure.

1- quand le transistor conduit, le + est en haut, et la diode est bloquée.

2- quand le transistor se ferme, la tension s'inverse aux bornes de la bobine, le + devient le bas, pour permettre à la diode de conduire. Sinon ...


Edit: BastienBastien a raison, Jack s'est trompé dans l'ordre des statuts.

La self est réceptrice quand on lui "impose" un courant, et devient génératrice quand on veut l'interrompre.

[Jack]

Edit: BastienBastien a raison, Jack s'est trompé dans l'ordre des statuts.

Je parlais d'une manière générale et je ne faisais effectivement pas référence à l'ordre des schémas.

[invitef86a6203]

l'oscillogramme est celui de U collecteur.

J'ai corrigé,en fait on utilise un NPN qui commute le -.
Lors du blocage les 2 tensions s'additionne U bat et UL .
Ul qui est inversée effectivement.

[invitef86a6203]

j'ai mis 1 et 2 pour l'ordre , désolé le 1 est à droite ...

[Jack]

Dans le 1, I_L est toujours à l'envers.

de plus quand le transistor conduit, U_Coll =0

A+

[gienas]

... Si le courant s'inverse la tension aussi ...

Ben non, justement. La loi d'Ohm ne s'applique pas si simplement, là.

Il y a une confusion entre le schéma, et le chronogramme. Tu inverses le sens des flèches tension, ce qui est bien, mais tu n'inverses pas la tension sur le chronogramme.

Je pense que tu fais une confusion avec un chronogramme assez proche, avec un transistor NPN, plus courant.

Au moment de la rupture du courant, la diode se met à conduire, portant le collecteur du transistor à Ualim+0,6V, soit un plat et non une pointe, qui se maintient le temps que la bobine soit déchargée. Et elle met beaucoup plus de temps à le faire sous 0,6V, tension effective aux bornes de la bobine, que sous sa tension nominale.

[gienas]

Dans le 1, I_L est toujours à l'envers.

de plus quand le transistor conduit, U_Coll =0

A+

Je confirme ce qui s'est dit dans mon dos.

[invitef86a6203]

le courant va du + vers le -.
Donc effectivement les 2 courants sont à l'envers.

Par contre Ucol lorsqu'il conduit n'est pas forcément à 0.
si on laisse charger , ça va dépendre du gain et de la valeur de l'inductance, et du temps de charge, donc la courbe est assez juste , elle devrait être à 0 au début j'en convient,
puis soit le transistor se détruit soit il tient le coup et la courbe est 1/exp comme dessiné.

[invitef86a6203]

http://www.ac-amiens.fr/pedagogie/sp...du_courant.htm
Le courant conventionnel va du + vers le -
les flêches sont bien à l'envershttp://forums.futura-sciences.com/images/smilies/icon10.gif


Bon j'espère que ce coup ci , il y a plus d'erreur ...

[invite74b5b8f7]

Salut tous le monde,

(Je n´ai pas tout lu de part de la flemme et du fait que si tout le monde se contredit, on ne sait plus qui croire et cela embrouille)

Juste pour vous dire que je pense que tout ce dont vous avez parlez c´est justement ce que Kidpaddle2 a appris en cours (enfin comme j´ai compris sa question) et cherche à expliquer par les phénomènes électromagnétiques:

Voilà donc la question du jour : que se passe-t-il dans une bobine, comme phénomène physique (centré sur le champ magnétique), pour que la bobine s'oppose aux variations de courant ?

(moi mon idée c´était que du fait qu´on magnétise un materiaux, celui-ci oppose une force magnétique (pour pouvoir "rediriger" les domaines de Weiss donc ses charges élémentaires) donc cette force magnétique crée un courant contraire dans le conducteur (car qui dit courant, dit champs magnétique et donc qui dit champs magnétique+conducteur dit courant!), ce qui ralenti la montée du courant...)
Après, c´est ce que je vois dans ma tête mais je ne sais pas si c´est clair pour les autres (et non plus si c´est juste)

Faudra que je lise les docs proposées par Gabymodel et KHEOPS1982 pour voir si je ne divague pas

[Jack]

http://www.ac-amiens.fr/pedagogie/sp...du_courant.htm
Le courant conventionnel va du + vers le -
les flêches sont bien à l'envershttp://forums.futura-sciences.com/images/smilies/icon10.gif


Bon j'espère que ce coup ci , il y a plus d'erreur ...

Le problème, c'est que tu changes les flèches de sens. On choisit de flécher une bonne fois un circuit et on ne change pas en cours de route. La preuve, ton équation est fausse: Ucoll = Ubatt + U_L.
Partons des convention s de flèchage du schéma 1:
On peut dire que le courant et la tension sont positives, que U_L est constante et que le courant croit linéairement.
On bloque le transistor:la tension s'inverse brusquement, mais est limité par la diode qui est entrée en conduction, et le courant diminue linéairement .

Par contre Ucol lorsqu'il conduit n'est pas forcément à 0.

Là, tu rentres dans les détails en t'intéressant à ce qui se passe lors du changement d'état du transistor. Je pense que ce n'est pas utile pour le cas simple qui nous intéresse

[invite0ee9c6f3]

bonjour je m'excuse mais....

Le formateur débutantque je suis aà du trouver un truc pour la diode de roue libre et surtout pour ne plus oublier
le courant choisi le chemin le plus facile : il s'arrete, puis fait demi tour fatigantpour les électron, et puis si le courant s'inverse :

au départ cicuit fermé il y aurai dueux courant un dans la bobine et l'autre dans la diode car circuit ouvert il faut que ce sur courant puisse être dissipé

merci

[invitef86a6203]

Le problème, c'est que tu changes les flèches de sens. On choisit de flécher une bonne fois un circuit et on ne change pas en cours de route. La preuve, ton équation est fausse: Ucoll = Ubatt + UL.

Il spécifier la référence ici la masse est le - de la batterie.
L'équation est juste pour le dessin 2. Car la bobine est en série avec le + batterie

Pour le dessin 1 la bobine est en parallèle donc l'équation est fausse , je l'ai mis du mauvais coté , faute de place ...

On peut dire que le courant et la tension sont positives, que UL est constante et que le courant croit linéairement.

En figure 1 le courant n'est pas linéaire mais 1/EXPonentiel , il est assimilé a du linéaire dans le début de sa courbe seulement.

On bloque le transistor:la tension s'inverse brusquement, mais est limité par la diode qui est entrée en conduction, et le courant diminue linéairement .

La surtension sera limitée au seuil de la diode on aura donc Vbatt + 0.6V (de seuil).
Linéairement ?
1/exp


NB)
Le truc important a noter est que le fait de couper la masse, la tension inverse de la bobine s'additionne car le - du "générateur bobine" est relié au +.

ci joint précisions sur le schéma