Bobine (électricité)
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Réaliser un montage électrique à partir d'un schéma. (10). Réaliser les branchements pour visualiser les tensions aux bornes du générateur de la bobine et du.
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NOTION DIMPEDANCE
Une bobine est un dipôle caractérisé par sa résistance R mesurée en ohms (Ω) et par son inductance L mesurée en henry (H). Une bobine est constituée d'un
LE DÉTAIL DES SCHÉMAS DE P.S.A.
Entourer en vert l'élément 4025 ; en bleu
Cours délectrocinétique - EC2-Bobine et condensateur
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Cours dÉlectricité/Électrotechnique
La bobine est un composant de l'électronique que l'on peut difficilement miniaturiser rendant sont intégration sur dans certains circuit difficile. I.1.3.F
Introduction à lElectromagnétisme
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Cours de physique : Dipole RL ? Une bobine parcourue par un courant électrique se comporte comme un réservoirtemporel d'énergiemagnétique ? EL =1 2 Li2
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Inductance (1) Lorsqu'une bobine est parcourue par un courant électrique variable le champ créé dans la bobine par ce courant est variable
Quelle est la formule de la bobine ?
Dans une bobine, la tension est en quadrature arrière par rapport au courant, donc le courant est en quadrature avance sur la tension ; d'où l'équation : i ( t ) = 0.1 cos ? ( 100 ? t + ? 2 ) [ i ( t ) en A ] , t = 0 pour u ( t ) = 0 .Quels sont les types de bobines ?
Il existe plusieurs types de bobines d'allumage selon votre voiture :
La bobine classique, surtout présente sur les anciens modèles de voiture ;La bobine rampe ;La bobine jumelée ;La bobine d'allumage crayon ;La bobine d'allumage double indépendante.Quel est le rôle d'une bobine dans un circuit électrique ?
Une bobine d'allumage fournit le courant électrique aux bougies d'allumage pour fournir l'étincelle nécessaire à la combustion du moteur essence. Il existe plusieurs types de bobines : Bobine classique : une seule bobine fournit le courant haute tension à l'ensemble des bougies.- Grandeur électromagnétique et unité
Par conséquent, l'inductance est de dimension M·L 2·T ?2·I ?2, soit en unités de base SI : 1 H = 1 V A?1 s = 1 m2 kg s?2 A?2 = 1 m2 kg C?2 .
CoursdÕlectroci ntique
EC2-Bobineetcondensateur
1In troduction2
2Le condens ateur2
2.1Const itutionetsymbole...............................2
2.2Relat iontension-intensit ..............................2
2.3Cond ensateuretrgimes...............................3
2.4ner gieetcondensateur...............................3
2.5Assoc iationdecondensateur.............................3
2.5.1Associat ionensrie.............................3
3La bobine3
3.1Const itutionetsymbole...............................3
3.2Relat iontension-intensit ..............................4
3.3Bobi neetrgimes...................................4
3.4ne rgieemmagasineparlabobi ne.........................4
3.5Asso ciationdebobines................................5
3.5.1Associat ionensrie.............................5
4CircuitsRCetRL5
4.1Di rentstypesdergime s.............................54.2che londetension..................................6
4.3Circ uitRC......................................6
4.3.1quation di
4.3.2Casdenot retud e..............................6
4.3.3Chargedu condensateur...........................7
4.3.4Dcharge ducondensateur..........................8
4.3.5Aspect nergtique..............................9
4.4Circ uitRL.......................................10
4.4.1quation di
4.4.2Casdenot retud e..............................10
4.4.3tablis sementducourant..........................10
4.4.4Ruptur educourant.............................11
4.4.5Aspect nergtique..............................12
1 ElectrocintiqueEC2-Bobineetcondensateur1.Int roduction1Int roduction
Nousavion sdonndanslechapit reEC1unedÞ nitionrdu ctric edecequÕestundiple linaire(sacaractristiq ueestune droite).Enrali t,toutdiplepourlequel uetisontrelis parunequationdi≠rentiellelinaire
coe cientsconstantsestun diplelinaire. Lecas leplus simple correspondaucon ducteurohmiqueou=Ri.Nous allonsvoi ricile casducon densat euretdelabobinequisontdoncausside sdiple slinai res.2Le condensate ur
2.1Constit utionetsymbole
Uncon densateurestconstitudedeuxarmatu resconduct ricessparesparunisolantap- peldile ctrique. Ilspeuven ttreplans,cylindriqu esvoirsphriq ues. Lesconde nsateurssontcaractrissparleurcapacit CquisÕexpr imeenFarad.CÕestla capacitquÕilsontacc umulerdeschargeslors quÕils sont soumisunecertainedirencede
potentiel. LÕarmaturequireoitlecour antportela charge+q,lÕ autreportelacharge≠q. Figure1ÐS ymb olisationdÕuncondensateur,convention rcepteur2.2Relat iontension-intensit
Onconna" tlarelationentre lacharge porteparlÕarmatureposi tiveetlatension appliqu e auxborn esducondensateur: q=Cu(1) Onconna" tlarelationentre lÕinte nsitducourantarrivan tsurlecondensate uretlavariation decharge delÕarmaturep ositive : i= dq dt (2)DÕo:
i=C du dt (3) 2 ElectrocintiqueEC2-Bobineetcondensateur2.3C ondensateuretrgimes2.3Compo rtementducondensateursousdi
rentsrgimes
Lecon densateurnÕest"intressant"quÕ enrgimevariable,c Õestdirelorsqueuvarie. Ene et,enrgim eperman ent,latensiont antconstante,ona: i=C du dt =0(4) Lecond ensateursecomportedoncenrgimeperm anentcom meuninterrupteur ouvert.2.4nergie emmagasineparlecondens ateur
LÕnergieemmagasineparlecon densateurentreletempst=0ou=0etle tempsto u=uestdonnep ar: E C 1 2 Cu 2 (5) Attention,la puiss ancereueparuncondensateurp eutchangerdesigneau coursdu temps:ÐSisonn ergieE
C augmente,lapuissancere ue(P=u(t)i(t))e stpositive estleconden- sateursecomportecom meunr cepteur.ÐSisonn ergieE
C diminue,lapuissancereue estngat iveestlecondensateursecomp orte commeungnrate ur.Consquencesurlacontinuitdel afonctionu(t)
LÕnergieemmagasineparuncon densateurdpenddelatensi onses bornes. Cetransfert dÕnergienepouvantpassefaire instant anment,latensi onu(t)auxborn esdÕuncondensateu r estunefonc tioncontinu edutemps.2.5Associa tiondecondensateur
2.5.1Associ ationensrie
Troiscondensate ursdecapacitC
1 ,C 2 ,C 3 placsensriesont quival entsuncondensa- teurdecapacit C eq vriÞantlarelationsuivant e: 1 C eq 1 C 1 1 C 2 1 C 3 (6)Troiscondensate ursdecapacitC
1 ,C 2 ,C 3 sateurdecapacitC eq vriÞantlarelationsuivant e: C eq =C 1 +C 2 +C 3 (7) 3 ElectrocintiqueEC2-Bobineetcondensateur3.Lab obine3La bobine
3.1Consti tutionetsymbole
Unebobin eestconstituedÕ unenroule mentdespiresconductricesautou rdÕunisolant.E lle admetdoncunece rtainersi stanceint ernedufaitdecettegrande longueurdeÞl. Figure2ÐS ymb olisationdÕunebobinerelle,convent ionrcepteur3.2Relati ontension-intensit
variedanslessp iresdela bobinecr unchampmagntiqueBquifaitapp ara"treunet ension
anne). Mathmatiquement,pourunebobineidale(sansrsistance interne) ,cetteauto- induction sÕcrit: u=L di dt (8) oLe stl Õinductan cedelabobinequisÕexprimeenHenry(H). Enten antcomptedelarsi stanceinternede labobin e,late nsionauxbornesdecelle-ci sÕcrit: u=L di dt +ri(9) avecrlarsi stanceinternedelabobinequisÕ exprimeenOhm(≠).3.3Compor tementdelabobinesousdi
rentsrgimes
Lab obinenÕest"intr essante"quÕenr gimevariable,cÕestdirelorsqueivarie. Ene et,enrgim eperman ent,lÕintensit tantconstante,ona: u=L di dt +ri=ri(10) Labobi nesecomportedoncen rgimep ermanentcommeuncondu cteurohmi que defaibl ersistance(r=10≠12≠).3.4nergie emmagasineparlabobi ne
Pourunebobi neidale,l Õnergieemmagasin eparcelle-cientrel etempst=0oi=0et lete mpstoi=iestdonnep ar: E L 1 2 Li 2 (11) Attention,l apuiss ancereueparunebobinepeutc hangerdesigneaucours dutem ps: 4 ElectrocintiqueEC2-Bobineetcondensateur3.5As sociationdebobines ÐSisonn ergieEau gmente,lapuissancer eu e(P=u(t)i(t))es tpositivee stlabobine secompor tecommeunrcepteur . ÐSisonn ergieE diminue,lapuissance re ueestngativeestlabobines ecomport ecomme ungnr ateur. Pourunebobi nerelle, pendantquÕellee mmagasinelÕnergieE L ,el leendissipe aussipar e etJoul e.Consquencesurlacontinuitdel afonctioni(t)
LÕnergieemmagasineparune bobinedpenddelÕintensit ducour antquilat raverse.CetransfertdÕnergienepouvant passefaireinstantanment,lÕ intens itducouranti(t)parcou-
rantunebobi neestunef onctioncontinuedu temps.3.5Associa tiondebobines
conducteursohmiques.3.5.1Assoc iationensrie
Onpeut considrerlec asdesbobinesrelles:
Uneassoc iationdenbobinesrellesident iquescaractrisesparle coupleL,restquival ente un ebobinedÕi nductancenLassocieunconducteurohm iq ueder sistancenr. idales:Soitdeuxbob inesidalesdÕ inductancesL
1 etL 2quivalenteunebobinedÕinductanc eL
eq quivriÞe : 1 L eq 1 L 1 1 L 2 (12)4Ci rcuitslinairesdupremi erordresoumisunchelonde
tension 4.1Direntstypesdergime s
Enlec tricit,onemploiesouventletermedergime def onctionnement:nousall onsen rencontrerdedirentessortesetilnefau tpaslesconfondre.
ÐLer gimecontinuetler gimevariablesontoppose r: ÐEnrgimecontinu,tou teslesgrandeursl ectrique ssontconstantesaucoursdu temps; ÐEnrgimevariable,ce sgrandeursd pendentdutemps. ÐLer gimetransitoireetl ergimepermanentvontdepair: 5 ElectrocintiqueEC2-Bobineetcondensateur4.2c helondetension ÐUnrgimeestpermane ntlorsquependantuncert aintemps,lescaractr istiqu es desgrandeur slectriquesnesontpasm odiÞes. Ler gimecontinuestunc asparticulierdergim epermanen t. Unr gimevariablepeutt repermanent:nousver ronslergimes inusodalquies t variable(lÕintensit etlatensionsontdesfonctionstrigonomtriqu espri odique s), maiscommel escaractristi quesdei(t)etu(t)restentlesmmes,cer gimeestaus si permanent. ÐUnrgimetransitoire estlergim edurant lequelonpassedÕu nrgimepermanentun autre.
4.2chelo ndetension
Nousallons soumettredi
rentscircuitsun
chelondetension:onfai tpasse rlatensionaux
bornesducircuit tudie rdÕunevaleurE 1un eva-
leurE 2Pourcela,de uxpossibilit s:
ÐOnferm eouonouvreuninterr up teu rquirelie
ungnr ateurdetensioncontinueauci rcuittudier.
ÐOnutil iseungnrateurbassefr quence (GBF) quipeutd livrerunete nsioncrneaudefrquence variable. Danscecas,i lfautr glerlafr quence duGBFen fonctiondecequelÕonsou haiteob serv( gnrale- transitoireobserver).Figure3ÐE che lonsdetensions
6 ElectrocintiqueEC2-Bobineetcondensateur4.3C ircuitRC4.3CircuitR C
4.3.1quationd i
rentielle
Ontu dielecircuitRCsoumi sune tensionE=
cste,ons Õin tresselÕalluredelatensionauxbornes duconde nsateuretlÕintensitparcourantle cir- cuit.Onappli quelaloidesmailles:
E=Ri+u(13)
Ori=C du dt ,dÕ o E=RC du dt +u(14)quationquelÕonpeut crire:
du dt +u=E(15) avec≠=RC.Figure4ÐCircuitRC
Cettequationdi
rentielleestdupremierordre,le circuitRC estapp elcircuitdupremier ordre.4.3.2Casdenot retud e
Las olutiondecettequation di
rentielleseradi
renteselonlecastu di.
Pourobteni rlasolutionlaplusgn rale,on additionne: rponseducircuitRCs ansexc itation:cÕestcequelÕonapp ellel ergimelib re; OnsÕin tresseraiciaucircuitsoumisunchelondete nsion:leg nr ateur dlivreEpourlacharge duconde nsateur,0poursadch argedansl arsistance.4.3.3Charged ucondensateur
Ondoit trouverune solutionlÕquation:≠ du dt +u=E. formeu 1 =Ae t avecAunecons tant eet"unre l.Injectonsu
1 ≠#"Ae t +Ae t =0(16)Cequid onne"=≠
1 7 ElectrocintiqueEC2-Bobineetcondensateur4.3C ircuitRC 2 constante. Ona du 2 dt =0doncu 2 =E.SolutionglobaleellesÕcrit:u(t)=Ae
t +E. Utilisationdelaconditioninitial eLÕquationdi≠rentiellequenoustudionsestdup re- mierordre,un eseuleconditioni nitialesu tt rouv erlaseuleconstante dterm iner:At=0,u(t)=0doncA+E=0etA=≠E.
Finalement,latensionauxbornesducon densate ur
quisecharge sÕcri t: u(t)=E1≠e
t (17) Etsonall ureest reprsenteci- contre.Onp eut vriÞerquelafonctionu(t)estbiencon tinue.Figure5ÐAl lur edelatension
auxborn esducondensateurl ors desach arge Commelemontre laÞgure ci-dessus,lacon stanted etemps≠=RCpeuttrefacil ement obtenuegraphiquement .Cetempspermetdecaractriserlavitesse dechar geducondensateur, plusilestfaib leplus lecondens ateursechargevite.Onditau ssisouven tquÕauboutdÕun tempstgal5≠,le condens ateuresttotalementcharg.
Onestp assdurgim etransitoireau rgimep ermanent.Intensitdanslecircuit
Onpeu tfacilementobt enirlÕquationdelÕintensit ducouran tetsonallure. Ene et,i=C du dt dÕo: i(t)= E R e t (18)Lafon ctioni(t)estdiscon tinue.
Figure6ÐAl lur edelÕintensit
danslecirc uitlors delacharge duconde nsateur4.3.4Dcharge ducondensateur
Ondoitt rouverunes olutionlÕquation:≠ du dt +u=0.SolutionOncher cheunesolutiondelaforme u=Ae
t avecAunecons tant eet"unre l.InjectonsudanslÕqu ation:
≠#"Ae t +Ae t =0(19) 8 ElectrocintiqueEC2-Bobineetcondensateur4.3C ircuitRCCequid onne"=≠
1Lasol utionsÕcritdonc:u(t)=Ae
t Utilisationdelaconditioninitial eAt=0,u(t)=EdoncA=E.Finalement,latensionauxbornesducon densate ur
quisedch argesÕc rit: u(t)=Ee t (20) Etsonall ureest reprsenteci- contre.Onp eutv- riÞerquelafonct ionu(t)estbiencon tinue.Figure7ÐAl lur edelatension
auxborn esducondensateurl ors desad chargeIntensitdanslecircuit
Onpeut facilementobte nirlÕquationdelÕintensit ducour antetsonallure. Ene et,i=C du dt dÕo: i(t)=≠ E R e t (21)Lafon ctioni(t)estdiscon tinue.
Figure8ÐAl lur edelÕintensit
danslecirc uitlors dela dchargeducondensateur4.3.5Aspec tnergtique
Casdel acharge
Reprenonslaloidesmaillesut ilis espour tablirlÕq uationdirentielleconcernantlatension
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