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Dans le domaine de l’électrotechnique et de l’électronique, les composants passifs jouent un rôle clé dans le fonctionnement des circuits. Parmi eux, les selfs et inductances occupent une place essentielle, notamment dans la gestion du courant et la filtration des signaux électriques. Ces composants se retrouvent dans divers systèmes électriques, allant des alimentations industrielles aux équipements de transmission de données.
Le terme "self" est un anglicisme provenant de "self-induction" : en français, il sous-entend "une bobine self-inductrice"
Parmi les configurations courantes, le bobinage à une entrée et une sortie est largement utilisé pour ses propriétés spécifiques de stockage et de régulation du flux électrique. Mais quelles sont les caractéristiques des selfs et inductances, leur utilité et les domaines d’application du bobinage à une entrée et une sortie.
Les selfs et les inductances sont des composants électromagnétiques qui ont la capacité de stocker de l’énergie sous forme de champ magnétique lorsqu’un courant les traverse. Leur fonctionnement repose sur la loi de Lenz-Faraday, qui stipule que toute variation du courant induit une force électromotrice opposée.
Définitions et principes de base
• Une self (ou bobine) est une composante passive formée d’un enroulement de fil conducteur (souvent en cuivre), autour d’un noyau d’air ou de matériau ferromagnétique.
• Une inductance désigne la propriété physique de la self, exprimée en Henry (H), qui traduit sa capacité à s’opposer aux variations du courant.
Le comportement d’une self est défini par la formule :
V=LdIdtV = L \frac{dI}{dt}V=LdtdI
où :
• VVV est la tension induite,
• LLL est l’inductance en Henry,
• dIdt\frac{dI}{dt}dtdI est la variation du courant dans le temps.
• Selfs à air : utilisées dans des applications haute fréquence (radiofréquences, antennes).
• Selfs à noyau ferromagnétique : permettent une meilleure concentration du champ magnétique et augmentent l’inductance.
• Selfs à noyau en ferrite : idéales pour la filtration des parasites en électronique de puissance.
Le choix du type de self dépend du courant à gérer, de la fréquence et des pertes énergétiques acceptables.
Pour en savoir plus, consultez notre page dédiée aux selfs et inductances
Les selfs sont utilisées pour :
• Filtrer les courants : elles atténuent les hautes fréquences dans les circuits électriques et réduisent les interférences électromagnétiques.
• Stabiliser l’alimentation électrique : elles servent à limiter les pics de tension et les surtensions transitoires.
• Stocker de l’énergie : dans les convertisseurs DC/DC et les alimentations à découpage.
Le bobinage à une entrée et une sortie est une configuration courante où un seul enroulement est utilisé. Contrairement aux transformateurs qui disposent de plusieurs enroulements (primaire et secondaire), ce type de bobinage agit principalement comme une self de filtrage ou de stockage d’énergie.
Leurs avantages incluent :
• Une conception simple et robuste, avec peu de pertes par couplage.
• Une efficacité énergétique élevée en raison de l’absence de transferts inter-enroulements.
• Un contrôle précis des courants et tensions, idéal pour les alimentations et convertisseurs.
Les inductances et selfs à une entrée et une sortie sont largement utilisées dans plusieurs domaines :
• Convertisseurs DC/DC : les selfs servent à lisser le courant et à stocker temporairement l’énergie.
• Alimentations à découpage : elles assurent la stabilisation du signal en sortie.
• Onduleurs et variateurs de vitesse : employés dans les systèmes industriels pour ajuster la puissance électrique transmise aux moteurs.
• Filtres d’alimentation : ils réduisent les interférences dans les appareils électroniques.
• Équipements de communication : les inductances minimisent les perturbations dans les circuits haute fréquence.
• Systèmes d’alimentation embarqués : les véhicules électriques et hybrides utilisent des selfs pour optimiser la gestion du courant.
• Capteurs et actionneurs : présents dans les systèmes de régulation et de sécurité.
• Réseaux électriques et sous-stations : pour stabiliser les tensions et réduire les perturbations.
• Systèmes de transmission de puissance : afin de limiter les pertes d’énergie dans les circuits de distribution.
Les selfs et inductances sont des composants essentiels des circuits électriques, utilisés pour réguler, stocker et filtrer l’énergie. Parmi leurs configurations, le bobinage à une entrée et une sortie se distingue par sa simplicité et son efficacité, notamment dans les convertisseurs de puissance, les alimentations électriques et les filtres électromagnétiques.
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Que ce soit dans l’électronique, l’automobile, l’aéronautique ou l’industrie énergétique, ces dispositifs jouent un rôle fondamental dans la performance et la fiabilité des équipements. L’optimisation de ces composants reste un enjeu clé pour améliorer l’efficacité énergétique et réduire les pertes électriques.
