Qu'est-ce que le couplage inductif?
Le couplage inductif fait référence au phénomène qui existe lorsqu'un champ magnétique créé par un courant électrique induit un effet sur autre chose. Lorsque cela se produit, les deux deviennent alors mutuellement réactifs ou couplés par les effets inductifs du champ magnétique. Par exemple, lorsqu'un courant électrique passe à travers un fil, le champ électromagnétique créé peut induire un courant électrique dans un autre fil, amenant le couplage inductif des deux. Les principes et les effets du couplage inductif trouvent une utilisation dans des dispositifs tels que des transformateurs et des moteurs électriques.
Les effets du couplage inductif peuvent être utilisés de trois manières principales. Premièrement, le champ inducteur peut créer un courant électrique spécifiquement souhaité, tel que dans les transformateurs. Deuxièmement, le champ inducteur peut créer un effet mécanique spécifiquement souhaité, tel que dans les moteurs électriques. Enfin, le champ inducteur peut créer une résonance, qui peut elle-même créer des courants électriques spécifiquement souhaités, tels que des dispositifs de transmission et de réception radio et des chargeurs sans contact.
Dans les transformateurs, un courant électrique passe à travers un fil métallique enroulé autour d'un noyau d'un type, appelé enroulement primaire. Ce fil est intentionnellement placé près d'un autre fil enroulé autour du même noyau, appelé enroulement secondaire. Le champ électromagnétique, créé en faisant passer le courant à travers l'enroulement primaire, induit alors un courant électrique dans l'enroulement secondaire.
Si les deux enroulements ont le même nombre de tours autour du noyau, cela permet à l’enroulement primaire de transmettre une réplique exacte de son courant électrique à l’enroulement secondaire. Ces types de transformateurs sont généralement appelés transformateurs d'isolation. Par induction, ils permettent à deux circuits d'être électriquement liés ou couplés sans entrer en contact physique direct, ce qui les isole physiquement.
Lorsque les enroulements primaire et secondaire ne font pas le même nombre de tours autour du noyau, le couplage inductif produit un effet différent. Le champ électromagnétique créé par l'enroulement primaire induira un courant proportionnel à la différence entre les deux enroulements. Par exemple, si l'enroulement primaire fait 10 tours autour du noyau et que l'enroulement secondaire fait 20 tours autour du noyau, le courant induit dans l'enroulement secondaire sera le double de la tension du courant passant à travers l'enroulement primaire.
Un moteur électrique utilise un aspect différent du champ électromagnétique. Dans un moteur simple, un fil est enroulé autour d'un rotor formant l'arbre en rotation du moteur. Lorsqu'un courant électrique passe à travers le fil, il crée un champ électromagnétique. Ce champ induit alors une force mécanique en s'éloignant et en tirant vers les aimants montés autour du rotor, en fonction de la polarité des champs magnétiques.
Les dispositifs résonnants fonctionnent de manière similaire aux transformateurs, sans les enroulements appariés. Dans ces dispositifs, un champ électromagnétique permanent est créé. Lorsque ce champ rencontre une antenne, l'effet du couplage inductif provoque la résonance de l'antenne, ce qui induit un courant électrique à son point d'alimentation. Dans le cas d'une radio, le courant induit est amplifié et entendu par la radio. Dans un chargeur, le courant induit est directement appliqué aux bornes d'une batterie pour la recharger.