Le calculateur de tension de bobine est un outil qui permet de déterminer la tension aux bornes d'un inducteur (bobine) dans des conditions dynamiques et stables. Les inducteurs sont largement utilisés dans les circuits électriques pour le stockage d'énergie, le filtrage et la gestion des variations de courant. Ce calculateur simplifie le processus de compréhension et de calcul de la tension générée par une bobine en fonction de son inductance, de sa résistance et de sa variation de courant. Il appartient à la catégorie d'outils d'analyse de circuits électriques, accompagnant les ingénieurs et techniciens dans la conception de systèmes efficaces et fiables.
Formule de calcul de la tension de la bobine
La tension aux bornes d'une bobine peut être calculée dans deux états principaux :
1. État dynamique (réactance inductive)
V = L * (dI/dt)
Où :
- V est la tension aux bornes de la bobine (en volts).
- L est l'inductance de la bobine (en henrys).
- dI / dt est le taux de variation du courant à travers la bobine (en ampères par seconde).
2. État stable (composante résistive)
V = je * R
Où :
- V est la tension aux bornes de la bobine (en volts).
- I est le courant traversant la bobine (en ampères).
- R est la résistance de la bobine (en ohms).
Calculs détaillés pour les variables
Inductance (L) :
L = (μ₀ * μr * N² * A) / l
Où :
- µ₀ est la perméabilité de l'espace libre (4π × 10⁻⁷ H/m).
- ou est la perméabilité relative du matériau du noyau.
- N est le nombre de tours dans la bobine.
- A est la section transversale du noyau (en mètres carrés).
- l est le longueur de la bobine (en mètres).
Résistance (R) :
R = (ρ * fil_L) / fil_A
Où :
- ρ est la résistivité du matériau de la bobine (en ohmmètres).
- L_fil est la longueur totale du fil (en mètres).
- Un fil est la section transversale du fil (en mètres carrés).
Taux de variation du courant (dI/dt) :
dI / dt est le fois Dérivée du courant et peut être déterminée à partir de données expérimentales ou des conditions du circuit. Elle indique la rapidité avec laquelle le courant change au fil du temps.
Tableau pré-calculé pour les configurations de bobines courantes
Vous trouverez ci-dessous un tableau de référence montrant les calculs de tension typiques sous divers paramètres de bobine :
| Inductance (L) | Taux de variation actuel (dI/dt) | Résistance (R) | Tension (V) |
|---|---|---|---|
| 1 mH | 10 A/s | 0.5 Ω | 10.5 V |
| 2 mH | 20 A/s | 1.0 Ω | 41 V |
| 5 mH | 5 A/s | 2.0 Ω | 27 V |
| 10 mH | 50 A/s | 0.1 Ω | 501 V |
Ce tableau simplifie les estimations de tension pour les configurations inductives standard.
Exemple de calculateur de tension de bobine
Calculons la tension aux bornes d'une bobine avec les paramètres suivants :
- Inductance (L) : 5 mH = 0.005 H.
- Taux de variation du courant (dI/dt) : 15 A/s.
- Résistance (R) : 2 Ω.
- Courant (I): 3 A.
Étape 1 : Calculer la tension à partir de la réactance inductive
V_inductif = L * (dI/dt)
V_inductif = 0.005 * 15 = 0.075 V.
Étape 2 : Calculer la tension à partir du composant résistif
V_résistif = I * R
V_résistif = 3 * 2 = 6 V.
Étape 3 : Calculer la tension totale
Pour une simple addition de ces composants :
V_total = V_inductif + V_résistif
V_total = 0.075 + 6 ≈ 6.075 V.
Ainsi, la tension totale aux bornes de la bobine est d'environ Volts 6.075.
FAQ les plus courantes
La tension de la bobine détermine le comportement des inducteurs dans les conditions CA et transitoires, influençant le stockage d'énergie, le filtrage et la protection dans les circuits.
Une inductance plus élevée entraîne une tension plus élevée pour le même taux de variation de courant, ce qui la rend essentielle dans la conception de systèmes où les pics de tension doivent être contrôlés.
Oui, mais des paramètres supplémentaires comme fréquence angulaire (ω) et les différences de phase doivent être prises en compte pour obtenir des résultats précis dans les systèmes CA.