Le couplage inductif fait référence au phénomène qui existe lorsqu’un champ magnétique créé par un courant électrique induit un effet sur autre chose. Lorsque cela se produit, les deux deviennent alors mutuellement réactifs, ou couplés, par les effets inductifs du champ magnétique. Par exemple, lorsqu’un courant électrique traverse un fil, le champ électromagnétique créé peut induire un courant électrique dans un autre fil, provoquant le couplage inductif des deux. Les principes et les effets du couplage inductif sont utilisés dans des dispositifs tels que les transformateurs et les moteurs électriques.
Les effets du couplage inductif peuvent être utilisés de trois manières principales. Premièrement, le champ inducteur peut créer un courant électrique spécifiquement souhaité, comme dans les transformateurs. Deuxièmement, le champ inducteur peut créer un effet mécanique spécifiquement souhaité, comme dans les moteurs électriques. Enfin, le champ inducteur peut créer une résonance, qui elle-même peut créer des courants électriques spécifiquement souhaités, comme dans les dispositifs de transmission et de réception radio et de charge sans contact.
Dans les transformateurs, un courant électrique passe à travers un fil enroulé autour d’un noyau d’un certain type, appelé enroulement primaire. Ce fil est volontairement placé à proximité d’un autre fil enroulé autour du même noyau, appelé enroulement secondaire. Le champ électromagnétique, créé en faisant passer le courant à travers l’enroulement primaire, induit alors un courant électrique dans l’enroulement secondaire.
Si les deux enroulements ont le même nombre de spires autour du noyau, cela permet à l’enroulement primaire de transmettre une réplique exacte de son courant électrique à l’enroulement secondaire. Ces types de transformateurs sont généralement appelés transformateurs d’isolement. Par induction, ils permettent à deux circuits d’être reliés électriquement, ou couplés, sans entrer en contact physique direct, ce qui isole physiquement les deux circuits l’un de l’autre.
Lorsque les enroulements primaire et secondaire ne sont pas du même nombre de spires autour du noyau, le couplage inductif provoque un effet différent. Le champ électromagnétique créé par l’enroulement primaire induira un courant dont la valeur est proportionnelle à la différence entre les deux enroulements. Par exemple, si l’enroulement primaire fait 10 tours autour du noyau et que l’enroulement secondaire fait 20 tours autour du noyau, le courant induit dans l’enroulement secondaire sera le double de la tension du courant traversant l’enroulement primaire.
Un moteur électrique utilise un aspect différent du champ électromagnétique. Dans un moteur simple, un fil est enroulé autour d’un rotor formant l’arbre tournant du moteur. Lorsqu’un courant électrique traverse le fil, il crée un champ électromagnétique. Ce champ induit alors une force mécanique en s’éloignant et en tirant vers des aimants montés autour du rotor, en fonction de la polarité des champs magnétiques.
Les dispositifs résonants fonctionnent de la même manière que les transformateurs, cependant, sans les enroulements appariés. Dans ces appareils, un champ électromagnétique permanent est créé. Lorsque ce champ rencontre une antenne, l’effet du couplage inductif fait résonner l’antenne qui, à son tour, induit un courant électrique à son point d’alimentation. Dans le cas d’une radio, le courant induit est amplifié et entendu par la radio. Dans un dispositif de charge, le courant induit est directement appliqué aux bornes d’une batterie pour la recharger.