Généralité sur les bobines

Les matériaux magnétiques occupent une très grande place en technologie, et leurs applications sont très nombreuses.

La bobine d’inductance

La bobine d’inductance est un composant de base de l’électronique et de l’électrotechnique facile à fabriquée, c’est un dipôle passif non polarisé elle est constituée d’un enroulement d’un fil conducteur d’une longueur l enroulé soit dans l’air soit sur un noyau d’un matériau ferromagnétique, formant plusieurs spires N d’un rayon R. Le nombre de spires N, le type du matériau et la longueur du fil conducteur même la forme du noyau influeront sur les propriétés physiques de la bobine

Tout matériau conducteur traversé par un courant électrique généré un champ magnétique dans l’espace environnant .le champ magnétique est une manifestation de l’énergie, la bobine reçoit de l’énergie électrique qui est le courant et la transforme en énergie magnétique à cause de cette transformation la bobine possède des grandeurs magnétiques. La nature du champ magnétique dépend de la nature du courant I. si le courant I est un courant sinusoïdal, le champ magnétique sera sinusoïdal aussi, si il est continu, le champ magnétique le sera aussi, son sens dépend aussi du sens de courant électrique qui la parcourt, la bobine d’inductance possède toujours un pôle nord et un pôle sud. Le spectre magnétique est l’ensemble des lignes de champ magnétique dans l’espace.

Quelque type des bobines

Bobine plate

On appelle spire circulaire, tout circuit dont la forme géométrique est un cercle circulaire sa longueur et plus petit par rapport à son rayon. Si on enroule plusieurs fois le conducteur autour de la première spire on obtient une bobine plate équivalente à N spires, son champ magnétique est N fois intense.

Près du conducteur les lignes du champ se referment, comme dans le cas d’un conducteur rectiligne, au centre de la bobine les lignes du champ sont presque parallèles, le champ est moins intense son intensité diminue encore lorsque on s’éloigne du plan de la spire, elle possède une face magnétique nord d’un côté, et une face magnétique sud de l’autre côté si on approche un aimant on observe un effet mécanique : soit répulsion, ou bien une attraction qui dépend du pôle de l’aimant. Le champ magnétique change aussi avec le changement de sens du courant.

Bobine torique

Une bobine torique est constituée d’un conducteur enroulé sur une surface d’une forme géométrique d’un anneau, caractérisé par un rayon r et un nombre de spire N enroulé régulièrement sur un rayon R.

Le champ magnétique d’une bobine torique est totalement canalisé à l’intérieur du tore.

Bobine solénoïde

Une bobine solénoïde est un conducteur enroulé sur un manchon cylindrique, sa longueur peut être plus ou moins grande par rapport au diamètre des spires, à l’intérieur du solénoïde les lignes du champ magnétique sont uniforme et parallèles mais à l’extérieur, le spectre magnétique serait donné par un barreau magnétique, les faces terminales du solénoïde jouent le rôle des régions polaire Nord et Sud d’un aimant.

Bobines de Helmholtz

Une bobine de Helmholtz est constituée de deux bobines plates d’un rayon commun R séparées par une distance D qui doit avoir une valeur voisine du rayon R des deux bobines.

Le champ magnétique créé par les bobines dans une région voisine du centre de symétrie du système est uniforme, parallèle dirigé suivant l’axe commun des bobines.

Pour obtenir un champ magnétique uniforme on peut utiliser un solénoïde long ou des bobines de Helmholtz. La différence entre ces deux bobines c’est que :
➤ Loin des extrémités d’un solénoïde long le champ magnétique est très uniforme mais l’accès à ce champ est rendu délicat pour des expériences encombrantes.
➤ L’uniformité du champ magnétique est moins précise dans la réalisation des expériences utilisant des bobines volumineuses de Helmholtz.

L’état de charge d’une bobine

Le mot charger signifier « approvisionner, compléter, remplir », une inductance est chargé lorsque l’énergie est accumulée dans ce champ magnétique, une bobine qui n’est associée à aucun champ magnétique est dite bobine déchargée, il n’ya pas d’énergie accumulée et il ne circule aucun courant. Charger est l’action d’augmenter la quantité d’énergie emmagasinée, lorsque une bobine se charge sous l’action d’une tension entre ces bornes, sa vitesse de variation de courant sera constante aussi .par conséquence, le courant de la bobine sera directement proportionnel au temps durant lequel la tension de charge est constante.

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L’état de décharge d’une bobine

Une bobine n’emmagasine de l’énergie que si elle est parcourue par un courant, donc si la source est débranchée, le courant cesse, le champ magnétique chute brusquement et l’énergie est restituée lorsque une bobine se décharge, elle fournit une tension constante entre les bornes d’un réseau, il existe également une relation linéaire entre le courant et le temps, Le courant décroit car l’énergie est fournie par le champ magnétique décroissant de la bobine.

Table des matières

Introduction générale
Schéma synoptique
Le principe de fonctionnement général
Chapitre I : Généralités
I.1Introduction
I.2Généralité sur les bobines
I.2.1 La bobine d’inductance
I.2.2 Quelque type des bobines
I.2.2.1Bobine plate
I.2.2.2 Bobine torique
I.2.2.3 Bobine solénoïde
I.2.2.4 Bobines de Helmholtz
I.2.3 Symbole électrique de la bobine
I.2.4 Les grandeur électrique d’une bobine
I.2.4.1 La force électromotrice d’induction de la bobine
I.2.4.2 L’impédance d’une bobine idéale
I.2.4.3 L’impédance d’une bobine réelle en modèle série
I.2.4.4 L’impédance d’une bobine réelle en modèle parallèle
I.2.4.5 Energie emmagasinée dans la bobine
I.2.5 L’état de charge d’une bobine
I.2.6 L’état de décharge d’une bobine
I. 3 Domaine d’utilisation d’une bobine
I.4 Conclusion
Chapitre II : Fonctionnement de l’étage stable.
II.1 Introduction
II.2 Les semi-conducteurs
II.3 Les composants actifs et passifs
II.3.1 Composants actifs
II.3.2 Composants passifs
II.4 Les oscillateurs
II.4.1 Le quartz
II.4.2 Le principe de fonctionnement d’un Quartz
II.5 Le transistor
II.5.1 Les types des transistors
II.5.1.1Transistors MOS
II.5.1.2 Transistor bipolaire
II.5.1.2.1 Les types d’un transistor bipolaire
II.5.1.2.2 La puissance dissipée
II.5.1.2.3 Le type PNP
II.5.1.2.4 Le type NPN
II.5.2 Le Fonctionnement d’un transistor
II.5.2.1 Réseau d’entrée
II.5.2.2 Réseau de transfert en courant
II.5.2.3 Réseau de sortie
II.5.2.3.1 Région de saturation
II.5.2.3.2 Région active
II.5.2.3.3 Région d’avalanche
II.5.3 Le principe de fonctionnement de transistor
II.6 Le circuit intégré
II.7 Les portes logiques
II.8 Les circuits numériques
II.9 La conversion au signal carré
II.9.1 La porte logique NAND
II.10 La mise en forme du signal carré
II.10.1 La porte inverseuse
II.11 Conclusion
Chapitre III : Fonctionnement des étages variables.
III.1 Introduction
III.2 Les circuits séquentiels
III.3 Le mode de fonctionnement
III.3.1 Mode asynchrone
III.3.2 Mode synchrone
III.4Les avantages principaux du mode synchrone
III.5Les bascules
III.5.1 Les familles des bascules
III.5.1.1 Bascules de mémorisation…
III.5.1.2 Bascules de comptage
III.5.2 Types des bascules
III.6 Etage de calibrage de mesure
III.6.1 Les compteurs
III.6.1.1 Les compteurs à saturation
III.6.1.2 Les compteurs modulaires
III.6.2 Classification des compteurs
III.6.2.1 Le sens de comptage
III.6.2.2 Le code dans lequel est exprimée la valeur sortie
III.6.2.3 Le type de basculement du compteur
III.6.2.4 Le nombre de bits en sortie, ou l’intervalle de la valeur de sortie.
III.6.2.5 Le mode de comptage
III.6.3 Les compteurs asynchrones
III.6.3.1 Compteurs binaires asynchrones à cycles complets
III.6.3.2 Décompteurs binaires asynchrones à cycles complets
III.6.3.3 Les inconvénients des compteurs asynchrones
III.6.4 Compteurs synchrones
III.6.4.1 Fonctionnement d’un compteur synchrone
III.6.5 Le circuit intégré 4518
III.6.6 Le principe de fonctionnement de
III.7 Etage diviseur de fréquence par deux
III.7.1 Diviseur par 2
III.7.2 Le principe de fonctionnement de la première bascule de CD4013.
III.8 Etage de Saturation
III.8.1 Bascule D flip-flop
III.8.2Principe de fonctionnement de la deuxième bascule de CD4013
III.8.3 Fonctionnement de la deuxième bascule de CD4013selon l’inductance
mesurée
III.8.3.1 Les faibles valeurs
III.8.3.2 Les valeurs élevées
III.9Etage de filtrage et redressement (intégration)
III.9.1 Les caractéristiques de chaque type de filtrage
III.9.1.1 Filtre passe-haut
III.9.1.2 Filtre passe-bas
III.9.1.3 Filtre passe-bande
III.9.1.4 Filtre réjecteur de bande
III.9.2Les Filtres passifs
III.9.2.1 Filtre passe-haut
III.9.2.2 Filtre passe bas du premier ordre
III.9.3 Redressement du signal filtré
III.9.4 Le principe de fonctionnement d’étage de filtrage et redressement
III.10 Réglage de la valeur de l’inductance
III.11 Etage de mesure
III.12 Conclusion
Chapitre VI : Réalisation pratique et fonctionnement du montage.
VI.1 Circuit électrique du montage
VI.2 Fonctionnement du montage
VI.3 Réalisation du circuit imprimé
VI.4 Mesures pratiques et essais
Conclusion générale

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