La physique nous renseigne sur les propriétés remarquables qu’un conducteur électrique peut avoir lorsqu’il est parcouru par un courant électrique ou mis au voisinage d’un champ magnétique mouvant. Il s’agit des effets d’auto-induction ou d’induction électromagnétique. Ces effets ont tendance à s’opposer à la cause qui leur a donné naissance. Leurs applications sont nombreuses, en particulier en électricité et en électromagnétisme.
Définition d’une self induction
Lorsqu’un fil conducteur est enroulé autour d’un noyau ferromagnétique, il constitue une bobine à N spires. Ce dispositif est appelé inductance, self, solénoïde ou encore une auto-inductance.
Seulement, le terme inductance (noté L) désigne également une caractéristique de la bobine qui dépend de la nature du fil et du nombre de spires, c’est-à-dire de son impédance (noté Z) ou de son admittance (noté Y) qui est l'inverse de l'impédance.
Propriétés électriques d’une bobine d’inductance
L’expérience montre que les bobines d'inductance possèdent des propriétés électriques importantes.
En effet, lorsqu’on déplace à travers une bobine, ou lorsqu’on approche de son voisinage un champ électromagnétique (produit par un aimant ou par un circuit électrique par exemple), une différence de potentiel est créée entre les bornes de cette bobine.
La tension électrique induite est nommée force électromotrice d'induction, elle s’annule lorsque le mouvement s’arrête et elle est d’autant plus importante que la variation du flux est rapide.
L’origine de cette tension induite (f.e.m) n’est pas liée directement au mouvement, mais aux conséquences du mouvement.
Le phénomène d'auto-induction ou self-induction peut être observé également par la variation dans le temps de l'intensité I d’un courant, passant dans une inductance, créé par une tension variable passant de Vmax (valeur maximale) à Vo (valeur nulle) et de Vo à Vmax.
En effet, c’est la variation du flux d’induction embrassé par la bobine, pendant la variation de I ou, le mouvement du champ magnétique par rapport à la bobine ou de la bobine par rapport au champ, qui est à l’origine de cette tension induite.
En somme, toute cause qui conduit à une variation d’un flux électromagnétique à travers une bobine, a comme conséquence de créer une f.e.m induite entre les bornes ce cette bobine.
En circuit fermé, le sens du courant induit qui en résulte peut être déterminé par application de la loi de LENZ. Selon cette loi : Le courant induit a un sens tel qu'il s'oppose à la cause qui lui a donné naissance.
Le phénomène d’induction est utilisé dans plusieurs applications, notamment :
- Dans le domaine électrique pour la production d’électricité par les alternateurs des centrales qui convertissent de l’énergie mécanique en énergie électrique.
- Dans l’industrie de l’électronique (microphones électrodynamiques, têtes de lecture ou d’enregistrement...).
- Pour la fabrication des transformateurs électriques.
