564 Chapitre 21
Circuit fixe dans un champ variable
On observe alors que la tension u 1 est en avance de π/2 par rapport au courant i 1 . Le rapport entre
la tension efficace U 1 et le courant efficace I 1 (impédance de la bobine) est représenté figure 21.6,
en fonction de la fréquence f .
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
f (Hz)
0
50
100
150
200
U
1 /I
1 (Ω)
L 1 = 11, 0 mH
Figure 21.6. Impédance de la bobine et coefficient d’auto-inductance.
Le rapport est proportionnel à la fréquence : U 1 /I 1 = K
f . La ressemblance avec la relation
U 2 /I 1 = Kf suggère la présence d’un phénomène d’induction dans la bobine 1.
Un circuit électrique filiforme parcouru par un courant d’intensité i crée à travers lui-même
un flux magnétique (flux propre) proportionnel à i :
Φ p = Li
L’orientation du circuit doit être la même que celle de i. Le coefficient L est appelé coefficient
d’auto-inductance, ou inductance propre du circuit. Il s’exprime en henry (H).
Définition : Coefficient d’auto-inductance
L est positif et dépend uniquement de la géométrie du circuit.
Notons L 1 le coefficient d’auto-inductance de la bobine 1 de notre expérience. La variation du flux
propre dans la bobine 1 entraîne une force électromotrice d’induction dans la bobine, donnée par
la loi de Faraday e 1 = −
dΦ 1p
dt
= −L 1
di 1
dt
. Par ailleurs, la résistance interne de la bobine (2,8 Ω)
étant négligeable devant son impédance, u 1 ≈ −e 1 . Pour un courant i 1 sinusoïdal, il en découle
une relation entre les grandeurs efficaces : U 1 = 2πf L 1 I 1 , soit U 1 /I 1 = 2πL 1 f , conformément aux
résultats expérimentaux. La pente de U 1 /I 1 en fonction de f donne donc accès au coefficient L 1 .
Pour la bobine 1, nous obtenons ainsi L 1 = 11,0 mH.
La loi de Faraday permet-elle de retrouver la relation courant-tension d’une bobine ?
Lorsque le courant est constant dans une bobine, le flux propre est également constant et la force
électromotrice induite est nulle : une bobine se comporte comme un fil en régime stationnaire.
Lorsque le courant dans la bobine varie, le flux propre varie également et la bobine est le siège
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