5 applications d’inductance que vous devez connaître
En tant que l’un des composants passifs de base, les inducteurs jouent un rôle important dans les applications électroniques, du démarrage d’un moteur à l’alimentation de votre maison. Lorsque le courant traverse une inductance, l’inductance stocke de l’énergie dans un champ magnétique. Un inducteur typique utilise un fil isolé enroulé dans une bobine autour d’un noyau central.
Bien que les inducteurs soient utiles, le plus gros problème est leur taille physique. Les inductances éclipsent souvent les autres composants électroniques d’un circuit et ajoutent également du poids. Certaines techniques simulent de grandes inductances dans les circuits. Cependant, la complexité supplémentaire et les composants supplémentaires limitent la portée d’utilisation de ces techniques.
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filtre
Les inductances sont largement utilisées avec les condensateurs et les résistances pour créer des filtres pour les circuits analogiques et le traitement du signal. Une inductance séparée agit comme un filtre passe-bas car l’impédance de l’inductance augmente à mesure que la fréquence du signal augmente.
Lorsqu’il est utilisé en conjonction avec un condensateur, l’impédance du condensateur diminue à mesure que la fréquence du signal augmente, créant un filtre coupe-bande qui ne laisse passer qu’une plage spécifique de fréquences.
En combinant des condensateurs, des inducteurs et des résistances, les topologies de filtre avancées prennent en charge une variété d’applications. La plupart des appareils électroniques utilisent des filtres, mais comme les condensateurs sont plus petits et moins chers, utilisez des condensateurs au lieu d’inductances dans la mesure du possible.
capteur
Les capteurs sans contact sont appréciés pour leur fiabilité et leur facilité d’utilisation. Les inducteurs induisent la présence d’un champ magnétique ou d’un matériau magnétiquement perméable à distance.
Des capteurs inductifs sont au centre de presque toutes les intersections et les feux de circulation peuvent détecter la quantité de trafic et ajuster le signal en conséquence. Ces capteurs sont idéaux pour les voitures et les camions. Certaines motos et autres véhicules ne fournissent pas suffisamment de signal pour être détectés par les capteurs sans levage en ajoutant des aimants h3 au bas du véhicule.
Les capteurs inductifs sont limités de deux manières principales. L’objet à détecter doit être magnétique et induire un courant dans le capteur, ou le capteur doit être alimenté pour détecter la présence d’un matériau qui interagit avec le champ magnétique. Ces paramètres limitent l’application des capteurs inductifs et affectent les conceptions qui les utilisent.
Transformateurs
La combinaison d’inducteurs avec un circuit magnétique partagé forme un transformateur. Les transformateurs sont une partie essentielle du réseau national. Des transformateurs peuvent être trouvés dans de nombreuses alimentations pour augmenter ou diminuer la tension au niveau souhaité.
Les transformateurs sont logés dans des réservoirs gris que l’on trouve couramment au sommet des poteaux électriques.
Étant donné que les champs magnétiques sont créés par les changements de courant, plus le courant change rapidement (augmentation de la fréquence), plus le transformateur fonctionnera efficacement. Lorsque la fréquence d’entrée augmente, l’impédance de l’inductance peut limiter l’efficacité du transformateur. En pratique, les transformateurs à inductance sont limités à des dizaines de kHz, généralement inférieurs. L’avantage d’une fréquence de fonctionnement plus élevée est un transformateur plus petit et plus léger qui peut fournir la même charge.
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moteur
L’inducteur est généralement dans une position fixe et n’est pas autorisé à se déplacer pour s’aligner avec les champs magnétiques à proximité. Les moteurs à induction convertissent l’énergie électrique en énergie mécanique à l’aide d’une force magnétique appliquée à une inductance.
Les moteurs à induction sont conçus pour générer un champ magnétique tournant dans le temps avec une entrée AC. Étant donné que la vitesse est contrôlée par la fréquence d’entrée, les moteurs à induction sont généralement utilisés dans des applications à vitesse fixe qui peuvent être alimentées directement à partir du secteur 50/60 Hz. Le plus grand avantage d’un moteur à induction par rapport à d’autres conceptions est qu’aucun contact électrique n’est requis entre le rotor et le moteur, ce qui rend le moteur à induction robuste et fiable.
De nombreux moteurs simples que vous rencontrerez, comme ceux des ventilateurs, sont des moteurs à induction.
stockage d’Energie
Comme les condensateurs, les inductances stockent de l’énergie. Contrairement aux condensateurs, les inductances stockent l’énergie pendant une durée limitée car l’énergie est stockée dans un champ magnétique qui s’effondre lorsque l’alimentation est coupée.
L’utilisation principale des inductances comme stockage d’énergie est dans les alimentations à découpage, telles que celles des PC. Dans les alimentations à découpage non isolées plus simples, une seule inductance est utilisée pour remplacer le transformateur et les composants de stockage d’énergie. Dans ces circuits, le rapport entre le temps de marche et le temps d’arrêt de l’inductance détermine le rapport de la tension d’entrée à la tension de sortie.
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