Une charge inductive est une partie d’un circuit électrique qui utilise l’énergie magnétique pour produire du travail. La plupart des appareils électriques, moteurs et autres dispositifs peuvent être classés comme inductifs ou réducteurs, et cela a généralement à voir avec la façon dont ils absorbent et traitent l’énergie. Les circuits inductifs ont tendance à être volumineux et dépendent généralement d’une bobine ou d’un autre système de routage pour stocker et canaliser l’énergie, et par conséquent, la plupart se trouvent dans les appareils industriels et lourds. Les exemples courants incluent les transformateurs, les moteurs électriques et les relais électromécaniques. Ces types d’outils stockent essentiellement l’énergie jusqu’à ce qu’elle soit nécessaire et, une fois qu’elle l’est, ils la convertissent avec une série de champs magnétiques ; ensemble, ce processus est appelé induction. Ces types de charges doivent souvent être exploités et protégés pour que l’énergie ne circule que dans une seule direction, car la force de l’alimentation peut endommager le circuit ou les disjoncteurs connectés autrement.
Notions de base sur la charge électrique
L’électricité est mesurée en unités individuelles en fonction des besoins de sortie, mais dans la plupart des cas, la quantité totale d’énergie traversant un système de circuits est appelée charge au point où l’appareil absorbe ou utilise réellement la puissance. Les charges peuvent être grandes ou petites et avoir des forces différentes dans différentes applications.
Dans la plupart des cas, il existe deux types de chargement, et les modèles inductifs sont généralement caractérisés par l’utilisation de champs électromagnétiques. L’électromagnétisme dans ces paramètres entraînera en fait le déplacement de l’énergie de la source, comme une prise ou un adaptateur de tension, au cœur du circuit où elle peut être utilisée pour alimenter tout ce que fait l’appareil.
Comment fonctionnent les inducteurs
Lorsqu’un différentiel de tension est appliqué aux bornes d’un inducteur, l’inducteur convertit l’électricité en un champ électromagnétique. Lorsque le différentiel de tension est supprimé des fils, l’inducteur tentera de maintenir la quantité de courant électrique qui le traverse. Il se déchargera lorsque le champ électromagnétique s’effondre ou si un chemin électrique est créé entre les deux conducteurs de l’inducteur.
Un moteur électrique est un exemple courant. Dans ces cas, la charge est utilisée pour convertir l’électricité en travail physique. Il faut généralement plus de puissance pour commencer à faire tourner le rotor qu’il n’en faut pour maintenir en mouvement un rotor déjà en rotation, et lorsqu’une tension est appliquée aux fils d’un moteur électrique, le moteur génère un changement de flux magnétique. Ce changement induit une force électromotrice qui s’oppose à la force de rotation vers l’avant qui déclencherait la rotation du moteur ; ce phénomène est appelé force électromotrice arrière (CEM). Après quelques secondes, un moteur électrique aura surmonté une partie de l’impédance causée par une force contre-électromotrice et fonctionnera comme prévu.
Économiques
La force contre-électromotrice entraîne un gaspillage d’une partie de la puissance de la source d’alimentation. Pour cette raison, une charge inductive telle qu’un moteur électrique à courant alternatif (AC) n’utilisera qu’environ 70 % de l’énergie électrique pour effectuer un travail réel. Cela signifie que de telles charges nécessiteront une alimentation électrique pouvant fournir suffisamment d’énergie électrique pour démarrer le moteur. Cette alimentation doit également fournir suffisamment de puissance pour que le moteur effectue le travail physique nécessaire.
Importance des diodes
Le processus inductif est généralement sujet à ce que l’on appelle les refoulements, ce qui signifie que l’énergie n’est pas contrôlée et peut provoquer des surcharges de circuit si elle n’est pas limitée. De plus, certaines charges inductives, comme l’électroaimant dans un relais électromécanique, peuvent renvoyer une surtension dans le circuit lorsque l’alimentation est déconnectée de la charge, ce qui peut endommager le circuit. Pour cette raison, la plupart des appareils et des machines fabriqués dans ce style ont également des «diodes» de protection qui agissent essentiellement comme des disjoncteurs et nécessitent que l’énergie puisse entrer, mais l’empêchent également de refluer.
Lorsque l’alimentation est coupée, la diode dissipe la surtension en fournissant un chemin électrique unidirectionnel à travers l’inducteur. Il dissipera la puissance électrique jusqu’à ce que le champ électromagnétique s’effondre ou jusqu’à ce que le courant de surtension soit insuffisant pour activer la diode.