Inductance : technologie
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Les bobines d’inductance ont des applications en électronique et dans les installations électriques. On les utilise comme éléments de filtrage et comme élément de stockage d’énergie (dans les régulateurs de tension à découpage). 
Les paramètres important lors du choix d'une bobine sont : 
  • sa valeur nominale et sa tolérance 
  • son courant maximum admissible 
  • sa capacité propre 
  • son facteur de perte 
Différentes solutions technologiques existent et sont utilisées en fonction de la valeur de l’inductance souhaitée. On peut définir deux catégories technologiques : 
  • Les bobines à air qui sont composées d’un conducteur isolé enroulé sur un support isolant (cylindre, tore) 
  • Les bobines à noyau magnétique, composées d’un conducteur isolé enroulé sur un noyau ferromagnétique en fer feuilleté (tôle) ou en ferrite frittée (mélange d’oxydes de métaux moulus, comprimé et cuit au four) 
Le noyau ferromagnétique des bobines permet d’obtenir des inductances de grande valeur. Il est généralement constitué de tôles empilées et isolées entre-elles pour des applications basses fréquences ou de matériaux ferrites qui ont l’avantage de pouvoir être obtenus par moulage (tores, pots, bâtonnets...). De plus, leur perméabilité relative est élevée (5000) et ils permettent des applications moyennes fréquences. Un inconvénient des bobines à noyau magnétique est la saturation: lorsque le courant augmente dans la bobine, le champ magnétique dans le noyau n’augmente pas autant et fini par atteindre une valeur maximale ce qui correspond à une diminution de l’inductance. Aussi, lorsqu’une inductance parfaitement linéaire est nécessaire, on utilise des bobines à air. De même, en raison des pertes alternatives, il faut utiliser des bobines à air pour les hautes fréquences.  

Les pertes sont dues à la résistance du fil qui constitue la bobine (pertes Joule) et aux pertes magnétiques dans le noyau. Ces dernières sont principalement dues à deux raisons: 

  • pertes par hystérésis: il faut fournir de l’énergie aux matériaux magnétiques pour changer leur sens d’aimantation  
  • pertes par courant de Foucault: les variations du champ magnétique produisent une tension induite dans le noyau qui génère des courants, donc des pertes par effet Joule 
L'illustration ci-contre montre une bobine d'inductance (SMD : Surface Mounted Device) utilisée dans un produit industriel.
Pour les développement de prototypes, l'ingénieur utilise encore fréquemment des éléments de type "traversant" qui sont plus faciles à manipuler que les SMD. Les bobines d'inductance se présentent alors comme illustré ci-dessous :
Bobine à une seule couche de spires, sans noyau
Bobines à une seule couche de spires :
  • noyau ferrite (haut)
  • support céramique (bas)

Copyright: HE-Arc 2014. Auteur : Gérald Huguenin Révision : septembre 2019