Comment mesurer l'inductance

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Le terme « inductance » peut se référer soit à une « induction mutuelle » (lorsqu’un circuit électrique génère une tension à la suite d’une variation du courant dans un autre circuit) ou à une « auto-induction » (lorsque le circuit électrique génère une tension à la suite d’une variation du courant qui circule dans ledit circuit). Dans les deux cas, l’inductance est donnée par le rapport entre la tension et le courant, et l’unité de mesure est le henry (symbole : H). Ainsi, l’inductance d’un circuit est de 1 henry si un courant parcourant ce circuit en variant uniformément à raison de 1 ampère par seconde produit à ses bornes une force électromotrice de 1 volt. Étant donné que cette unité est assez grande, l’inductance est généralement exprimée en millihenry (mH), un millième de henry ou en microhenry (µH), un millionième de henry. Et il existe différentes méthodes pour mesurer l’inductance d’une bobine d’induction.

Partie 1

Partie 1 sur 3:
Calculer l’inductance d’une bobine

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Connectez la bobine d’inductance à une source de tension à impulsions. Maintenez le cycle de l’impulsion en dessous de 50 %.
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Installez les détecteurs de courant. Vous devez utiliser une résistance de détection de courant ou un capteur de courant dans le circuit. Peu importe le détecteur que vous utilisez, vous devez le connecter à un oscilloscope.
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Procédez à une vérification. Vérifiez les pics de courant et l’intervalle de temps entre chaque impulsion de tension. Les pics de courant seront exprimés en ampères, tandis que les intervalles de temps seront exprimés en microsecondes.
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Procédez à une multiplication. Multipliez la tension délivrée à chaque impulsion par la durée de l’impulsion. Par exemple, dans le cas d’une tension de 50 volts délivrée toutes les cinq microsecondes, on aura 250 volts/microsecondes, soit 50 fois 5.
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Divisez le résultat obtenu par le courant maximal. Dans l’exemple ci-dessus, dans le cas d’un pic de courant de cinq ampères, vous aurez 250 volts/microsecondes divisés par cinq ampères, soit une inductance de 50 microhenrys.
- Bien que les formules mathématiques soient simples, la mise en place de cette méthode d’essai est plus complexe que les autres techniques.
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Partie 2

Partie 2 sur 3:
Mesurer l’inductance à l’aide d’une résistance

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Connectez la bobine à la résistance. Raccordez la bobine inductrice en série avec une résistance dont la valeur ohmique est connue. Vous devez vous assurer que la résistance a une précision de 1 % ou moins. La connexion en série oblige en fait le courant à traverser la résistance, ce qui permet de tester l’inductance. Assurez-vous que l’inductance et la résistance partagent une borne commune de raccordement.
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Faites passer du courant à travers votre circuit. Pour ce faire, utilisez un générateur fonctionnel, dont le rôle est de stimuler les courants que doivent recevoir la résistance et l’inductance dans les conditions réelles d’utilisation.
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Observez ce qui se passe. Surveillez la tension d’entrée et la tension du point de rencontre de l’inductance et de la résistance. Réglez la fréquence de sorte que la tension du point de connexion de l’inductance et de la résistance soit égale à la moitié de la tension d’entrée.
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Calculez la fréquence. La fréquence du courant s’exprime en kilohertz.
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Calculez l’inductance. Contrairement à la méthode précédente, la configuration de ce test est très simple, mais le calcul mathématique à faire est beaucoup plus complexe. Il se décompose comme suit.
- Multipliez la valeur de la résistance par la racine carrée de 3. En supposant que la résistance est de 100 ohms et en multipliant cette valeur par 1,73 (soit la racine carrée de 3 arrondie à la deuxième décimale), on obtient 173.
- Divisez ce résultat par le produit de 2 fois la fréquence fois π. Si l’on considère une fréquence de 20 kilohertz, on obtient 125,6 (2 fois 3,14 fois 20). En divisant 173 par 125,6 et en arrondissant le résultat à la deuxième décimale, on obtient 1,38 mH.
- mH = (R x 1,73) / (6,28 x (Hz / 1 000))
- Exemple : Soit R = 100 et Hz = 20 000
- mH = (100 X 1,73) / (6,28 x (20 000 / 1 000)
- mH = (100 X 173) / (6,28 x (20 000 / 1000)
- mH = 173 / 125,6
- mH = 1,38
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Partie 3

Partie 3 sur 3:
Mesurer l’inductance en utilisant un condensateur et une résistance

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Raccordez la bobine au condensateur. Connectez la bobine inductrice en parallèle à un condensateur avec une valeur connue. Le raccordement d’un condensateur en parallèle avec une bobine d’inductance produit un circuit LC. Utilisez un condensateur dont la tolérance est de 10 % ou moins.
2
Connectez le circuit LC en série avec une résistance.
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Faites passer du courant à travers le circuit. Encore une fois, vous pouvez le faire à l’aide d’un générateur fonctionnel.
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Placez les sondes de l’oscilloscope sur les bornes du circuit.
5
Balayez la fréquence de l’oscillateur. Changez la fréquence du générateur fonctionnel de la plus basse gamme à la plus élevée.
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Recherchez la fréquence de résonance du circuit LC. Il s’agit de la valeur la plus élevée enregistrée par l’oscilloscope.
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Calculez l’inductance. Pour ce faire, utilisez la formule suivante : L = 1 / ((2 pi f)^2*C). Supposons que la fréquence de résonance est de 5 000 Hz et que la capacité est égale à 1 µF (1,0 e-6 F), l’inductance recherchée fera 0,001 henry ou 1 000 µH.

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Conseils

Dans le cas des inductances connectées en série, l’inductance totale est égale à la somme des valeurs des inductances individuelles. Cependant, dans le cas des inductances connectées en parallèle, l’inductance totale est égale à l’inverse de la somme des valeurs réciproques des inductances individuelles.
Les bobines inductrices peuvent être disposées sous forme de bobines de tige, de noyaux toroïdaux ou de couches minces. Plus une bobine inductrice a d’enroulements ou plus sa section est grande, plus l’inductance est élevée. Une bobine longue a une inductance plus faible qu’une bobine plus courte.

Avertissements

L’inductance peut également être mesurée directement à l’aide d’un inductancemètre, mais cet appareil n’est pas très utilisé. La plupart des inductancemètres disponibles dans le commerce ne sont étalonnés que pour mesurer les faibles valeurs de courant.