L'inductance: Mise en pratique

L'inductance: Mise en pratique

L'utilisation des inductances est limitée par différents facteurs :

Résistance série

Les inductances sont constituées d'un fil bobiné. La longueur de ce fil (de cuivre) crée une résistance non négligeable. Le modèle consiste donc à placer cette résistance en série avec l'inductance idéale. Cette résistance peut se mesurer en courant continu, c'est à dire quand l'inductance ne joue aucun rôle. Les datasheets appellent cette résistance DCR (direct current resistance).

La résistance série est à prendre en compte pour les inductances à air et à noyau magnétique.

Remarque : dans la pratique, la résistance série augmente avec l'inductance pour une famille de composants donnée (fil plus long et/ou plus fin), et réduit avec la taille du composant pour une inductance donnée (plus gros fil).

Limitation pour l'utilisation

La résistance série DCR crée l'autoéchauffement du composant. Le datasheet indique le courant maximal supporté par l'inductance.

Hystérésis

Le cycle de magnétisation d'une inductance à noyau magnétique (fer, ferrite) crée une perte énergétique lors d'un cycle. Les pertes sont ainsi proportionnelles à la fréquence. On peut modéliser ces pertes comme une résistance série supplémentaire. Un échauffement du matériau magnétique se produit alors.

Capacité parasite

inductance mise pratique 0

Chaque spire étant proche d'une spire voisine, il se crée une capacité parasite en parallèle avec l'inductance. L'impédance de l'inductance chute au delà de la fréquence de résonance LC parce que la capacité parasite devient prépondérante.


Saturation

Imaginons que la ferrite soit composée de petits aimants microscopiques dont les aimantations sont réparties de façon aléatoires. Lorsque la ferrite se magnétise sous l'effet d'un courant dans l'inductance, les petits aimants s'orientent progressivement dans un sens donné. Au delà d'un certain courant, les petits aimants sont tous orientés dans le même sens et le matériau ne peut pas, à l'échelle macroscopique, s'aimanter davantage. Il ne peut contenir davantage d'énergie : c'est la saturation.

Limitation pour l'utilisation

Au delà d'un courant limite, appelé courant de saturation, la ferrite sature et l'inductance chute très fort. C'est à dire que le courant peut augmenter considérablement et détruire des composants. Le courant de saturation, indiqué dans le datasheet, ne doit donc pas être dépassé. Autour de la saturation, la variation de l'inductance est progressive. Le courant de saturation doit donc être défini comme le courant où l'inductance a chuté de x pourcent.
 
Résumé des contraintes :

Courant maximum instantané limité par :
- résistance série (DCR)
- saturation.

Fréquence d'utilisation limitée par :
- hystérésis
- capacité parasite

Bien sûr, on n'oubliera pas le prix et l'encombrement.


inductance mise pratique 1Développement de cartes : pour réaliser un circuit imprimé, l'usage est de ne pas faire passer de piste sous une inductance (interférence piste/inductance à éviter).
 

  L'inductance: Mise en pratique, publié par nina67 le 21 Avril 2009
Les 10 outils indispensables pour l'électronique
Nina67
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