Jusqu’à présent, nous avons examiné le comportement des inducteurs connectés à des alimentations en courant continu et, espérons-le, nous savons maintenant que lorsqu’une tension continue est appliquée à travers une inductance, la croissance du courant à travers elle n’est pas instantanée, mais est déterminée par
Nous avons également vu que le courant des inducteurs continue d’augmenter jusqu’à ce qu’il atteigne son état d’équilibre maximal après cinq constantes de temps., Le courant maximum traversant une bobine inductive n’est limité que par la partie résistive des enroulements des bobines en Ohms, et comme nous le savons par la loi D’Ohms, ceci est déterminé par le rapport de tension sur courant, V/R.
Lorsqu’une tension alternative ou alternative est appliquée à travers une inductance, le flux de courant à travers elle se comporte très différemment de celui d’une tension continue appliquée. L’effet d’une alimentation sinusoïdale produit une différence de phase entre la tension et les formes d’onde actuelles., Maintenant, dans un circuit alternatif, l’opposition au flux de courant à travers les enroulements des bobines dépend non seulement de l’inductance de la bobine, mais aussi de la fréquence de la forme d’onde CA.
L’opposition au courant traversant une bobine dans un circuit CA est déterminée par la résistance CA, plus communément appelée impédance (Z), du circuit. Mais la résistance est toujours associée aux circuits CC, de sorte que pour distinguer la résistance CC de la résistance CA, le terme réactance est généralement utilisé.,
tout comme la résistance, la valeur de la réactance est également mesurée en Ohm mais reçoit le symbole X, (lettre majuscule « X”), pour la distinguer d’une valeur purement résistive.
comme le composant qui nous intéresse est une inductance, la réactance d’une inductance est donc appelée « réactance Inductive”. En d’autres termes, une résistance électrique des inducteurs lorsqu’elle est utilisée dans un circuit alternatif est appelée réactance Inductive.
la réactance Inductive qui est donnée par le symbole XL, est la propriété dans un circuit alternatif qui s’oppose au changement du courant., Dans nos tutoriels sur les condensateurs dans les Circuits ca, nous avons vu que dans un circuit purement capacitif, le courant IC » conduit « la tension de 90o. dans un circuit CA purement inductif, l’exact opposé est vrai, le courant IL” accuse » la tension appliquée de 90o, ou (π/2 rads).
circuit inducteur CA
dans le circuit purement inductif ci-dessus, l’inducteur est connecté directement sur la tension D’alimentation CA., À mesure que la tension d’alimentation augmente et diminue avec la fréquence, la CEM arrière auto-induite augmente et diminue également dans la bobine par rapport à ce changement.
nous savons que cette CEM auto-induite est directement proportionnelle à la vitesse de variation du courant traversant la bobine et est à son maximum lorsque la tension d’alimentation passe de son demi-cycle positif à son demi-cycle négatif ou vice versa aux points, 0o et 180o le long de l’onde sinusoïdale.,
Par conséquent, le taux minimum de variation de la tension se produit lorsque l’onde sinusoïdale CA traverse à son niveau de tension maximale ou minimale de crête. À ces positions dans le cycle, les courants maximum ou minimum traversent le circuit inducteur et ceci est illustré ci-dessous.
diagramme de phaseur D’Inductance CA
Ces formes d’onde de tension et de courant montrent que pour un circuit purement inductif, le courant accuse un retard de 90o sur la tension. , De toute façon, l’expression générale est que le courant accuse comme indiqué dans le diagramme vectoriel. Ici, le vecteur de courant et le vecteur de tension sont représentés déplacés de 90o. le courant est en retard sur la tension.
on peut aussi écrire cette déclaration comme, VL = 0o et IL = -90o par rapport à la tension, VL. Si la forme d’onde de tension est classée comme une onde sinusoïdale alors le courant, IL peut être classé comme un cosinus négatif et nous pouvons définir la valeur du courant à tout moment comme étant:
Où: ω est en radians par seconde et t est en secondes.,
comme le courant accuse toujours un retard de 90o sur la tension dans un circuit purement inductif, on peut trouver la phase du courant en connaissant la phase de la tension ou vice versa. Donc, si nous connaissons la valeur de VL, alors il doit être en retard de 90o. de même, si nous connaissons la valeur de il, alors VL doit donc conduire de 90o. alors ce rapport tension / courant dans un circuit inductif produira une équation qui définit la réactance Inductive, XL de la bobine.,
Réactance Inductive
Nous pouvons réécrire l’équation ci-dessus pour réactance inductive en plus une forme familière qui utilise l’ordinaire de la fréquence de l’alimentation au lieu de la fréquence angulaire en radians, ω et ce qui est donné comme:
Où: ƒ la Fréquence et L est l’Inductance de la Bobine et 2nƒ = ω.,
à partir de l’équation ci-dessus pour la réactance inductive, on peut voir que si l’une ou l’autre de la fréquence ou de L’Inductance était augmentée, la valeur globale de la réactance inductive augmenterait également. À mesure que la fréquence approche de l’infini, la réactance des inductances augmenterait également à l’infini agissant comme un circuit ouvert.
cependant, à mesure que la fréquence approche de zéro ou DC, la réactance des inductances diminuerait à zéro, agissant comme un court-circuit. Cela signifie alors que la réactance inductive est proportionnel à la fréquence.,
en d’autres termes, la réactance inductive augmente avec la fréquence, ce qui fait que XL est petit aux basses fréquences et XL élevé aux hautes fréquences, ce qui est démontré dans le graphique suivant:
réactance Inductive contre la fréquence
 |
la pente montre que la « réactance inductive” d’un inducteur augmente à mesure que la fréquence D’alimentation à travers celui-ci augmente., Par conséquent, la réactance Inductive est proportionnelle à la fréquence donnant: ( XL α ƒ) |
alors nous pouvons voir qu’à COURANT CONTINU une inductance a une réactance nulle (court-circuit), à hautes fréquences une inductance a une réactance infinie (circuit ouvert).
réactance Inductive exemple No1
Une bobine d’inductance 150mH et de résistance Zéro est connectée à travers une alimentation 100V, 50Hz. Calculer la réactance inductive de la bobine et le courant qui la traverse.,
alimentation en courant alternatif via un circuit de la série LR
Jusqu’à présent, nous avons considéré une bobine purement inductive, mais il est impossible d’avoir une inductance pure car toutes les bobines, relais ou solénoïdes auront une certaine résistance, quelle que soit la Ensuite, nous pouvons considérer notre simple bobine comme une résistance en série avec une inductance.
dans un circuit CA qui contient à la fois l’inductance, L et la résistance, R la tension, V sera la somme des phaseurs des deux tensions composantes, VR et VL., Cela signifie Alors que le courant traversant la bobine sera toujours en retard sur la tension, mais d’une quantité inférieure à 90o en fonction des valeurs de VR et VL.
Le nouvel angle de phase entre la tension et le courant est connu sous le nom d’angle de phase du circuit et reçoit le symbole Grec phi, Φ.
pour pouvoir produire un diagramme vectoriel de la relation entre la tension et le courant, il faut trouver une référence ou un composant commun. Dans un circuit R-L connecté en série, le courant est commun car le même courant traverse chaque composant., Le vecteur de cette quantité de référence est généralement tracée horizontalement de gauche à droite.
de nos tutoriels sur les résistances et les condensateurs, nous savons que le courant et la tension dans un circuit alternatif résistif sont tous deux « en phase” et donc vectoriels, la VR est dessinée superposée à l’échelle sur la ligne de courant ou de référence.
on sait aussi d’en haut, que le courant « accuse” la tension dans un circuit purement inductif et donc vecteur, VL est dessiné 90o devant la référence de courant et à la même échelle que VR et ceci est illustré ci-dessous.,
circuit CA série LR
dans le diagramme vectoriel ci-dessus, on peut voir que la ligne OB représente la ligne de référence du courant, la ligne OA est la tension de la composante résistive et qui est en phase avec le courant. La ligne OC montre la tension inductive qui est de 90o devant le courant, on peut donc voir que le courant accuse un retard de 90o sur la tension. la ligne OD nous donne la tension résultante ou d’alimentation aux bornes du circuit., Le triangle de tension est dérivé du théorème de Pythagore et est donné comme suit:
Dans un circuit continu, le rapport tension / courant est appelé résistance. Cependant, dans un circuit alternatif, ce rapport est connu sous le nom D’impédance, Z avec des unités à nouveau en Ohms. L’impédance est la résistance totale au flux de courant dans un « circuit alternatif” contenant à la fois une résistance et une réactance inductive.
Si l’on divise les côtés du triangle de tension ci-dessus par le courant, on obtient un autre triangle dont les côtés représentent la résistance, la réactance et l’impédance de la bobine., Ce nouveau triangle est appelé « Triangle D’Impédance »
Le Triangle D’Impédance
réactance Inductive exemple No2
Une bobine de solénoïde a une résistance de 30 Ohms et une inductance de 0,5 H. Si le courant traversant la bobine est de 4 ampères. Calculer,
a) La tension de l’alimentation si la fréquence est de 50Hz.
b) L’angle de phase entre la tension et le courant.,
Triangle de puissance D’un inducteur CA
Il existe un autre type de configuration de triangle que nous pouvons utiliser pour un circuit inductif et qui est du « triangle de puissance”. La puissance dans un circuit inductif est connue sous le nom de puissance réactive ou volt-ampères réactifs, symbole Var qui est mesuré en volt-ampères. Dans un circuit CA série RL, le courant accuse un retard sur la tension d’alimentation d’un angle de Φo.
dans un circuit CA purement inductif, le courant sera déphasé d’un plein 90o à la tension d’alimentation., En tant que tel, la puissance réactive totale consommée par la bobine sera égale à zéro car toute puissance consommée est annulée par la puissance emf auto-induite générée. En d’autres termes, la puissance nette en watts consommée par un inducteur pur à la fin d’un cycle complet est nulle, car l’énergie est à la fois prélevée sur l’alimentation et renvoyée à celle-ci.
la puissance réactive, ( Q ) d’une bobine peut être donnée comme: I2 X XL (similaire à I2R dans un circuit continu). Ensuite, les trois côtés d’un triangle de puissance dans un circuit alternatif sont représentés par la puissance apparente, ( S ), la puissance réelle, ( P ) et la puissance réactive, ( Q ) comme indiqué.,
Triangle de Puissance
