1. Présentation et définition 

Une bobine est un composant dit passif. Il s'agit plus ou moins que d'un fil conducteur enroulé autour d'un support ou enroulé à l'air libre sans support. Certains sont montés sur un support plastique rempli d'air, d'autres sur un support plastique dans lequel peut se déplacer une ferrite appelée noyau ferrite, d'autres encore sont montées sur un tore ou sur un bâton généralement en ferrite. 

Elles sont très utilisées dans les équipements de radiodiffusion lorsqu’on allume une radio. A chaque émetteur, il a été ainsi attribué une fréquence ou longueur d'onde déterminée. Le réglage du récepteur sur la station à recevoir se fait à l'aide d'un  circuit oscillant . Ce dernier se compose d'une bobine et d'un condensateur figure1.1.

Figure 1.1 Circuit d'accord

2. Symbole normalisé des bobines

Une bobine peut être représentée par son symbole normalisé figure 2.1,et 2.2 d’autres symboles que l’on peut rencontrer sur les schémas voire les figures 2.3 et 2.4.

3. Divers symboles des bobines

4. Bobine

Une bobine est formée d’un fil enroulé soit dans l’air, soit sur un noyau ferromagnétique figure 4.

Figure 4. Bobine enroulée autour d'un noyau ferromagnétique.

Le courant qui traverse une bobine crée un champ magnétique autour du conducteur. Une variation de ce courant entraîne une variation du flux magnétique autour de la bobine et une tension induite à travers la bobine, laquelle tension, parfois appelée tension inverse, entraîne un courant qui s’oppose au courant du secteur. Cette propriété des inducteurs est appelée auto-inductance ou simplement inductance.                   

Si une bobine de N spires de section S est soumise à un champ magnétique B, on appelle flux ɸ la quantité:                        

ɸ = NBS

L’unité de flux est le weber symbole Wb. Si le champ magnétique a été créé par l’enroulement lui-même, on parle de flux propre. Tant que le courant i n’est pas trop élevé, le flux ɸ est proportionnel au courant qu’il ‘a généré :

ɸ = Li

4.1 Énergie emmagasinée dans une bobine

Lorsqu'un courant électrique traverse une bobine, celle-ci emmagasine de l'énergie. Comme les condensateurs, la bobine peut stocker de l'énergie électrique, mais, sous forme magnétique. Alors que le condensateur utilise la forme électrostatique pour stocker cette énergie.

5. Différentes technologies

5.1 Les bobines à air

Il s’agit de bobines enroulées normalement par conducteurs massifs autoportants ou enroulés sur des matériels isolants pour que le bobinage prenne une forme déterminée. Les bobines à air sont très utilisées dans les circuits électroniques. Elles se caractérisent par la constance de leur valeur d’inductance. Figure 5.1

Figure 5.1 bobine à air.

5.2 Les bobines à noyau de fer

Une bobine à noyau de fer est constituée d’un certain nombre de spires enroulées sur un circuit magnétique en matériau ferromagnétique.

Aux fréquences moyennes ou hautes, on utilise des bobines à noyau de ferrite. La plage des fréquences utilisables peut être située entre 100 MHz et 1 GHz pour quelques références. La ferrite est une céramique ferromagnétique à base d'oxyde de fer, elle est fragile et peut se casser. Figure 5.2.

Figure 5.2 bobine à noyau de fer.

5.3 Bobine miniature

On retrouve aussi des bobines miniatures avec des formes et de dimensions identiques à celles d’une résistance figure 5.4. Les inductances peuvent aller de 0,1pH à 10 mH. Certains modèles sont marqués en clair, d’autres suivant un code des couleurs. Les tableaux de la figure 5.6 et 5.7 donne la signification des couleurs.

Figure 5.4 bobine miniature.

5.6 Code couleur des bobines

La valeur d'une inductance est donnée par les valeurs correspondant aux couleurs des 2 premiers anneaux, l'anneau suivant est un multiplicateur il donne la puissance de dix, et le dernier est la tolérance de l'inductance argent 10% et or 5%. Le résultat est en µH. Le tableau de la figure 5.6 ci-contre nous donne l’inductance avec les couleurs suivante : Rouge - jaune - orange - argent, cela donne comme valeur : 24 x 103 µH = 24 mH rouge ↔ 2, jaune ↔ 4, orange ↔ 3.

Figure 5.6 Marquage d’une bobine miniature par le code des couleurs.

Figure 5.7 Signification du code des couleurs pour le marquage des bobines miniatures.

5.8 Bobines CMS

Les bobines existent aussi comme composants montés en surface CMS, elles sont conçues dans des valeurs à faibles Inductances. Idéal pour le montage sur les circuits imprimés. Figure 5.9.

Figure 5.9 divers bobines CMS.

6. Domaines d’application des bobines

Le domaine d'utilisation des bobines sont très variés ont les utilises dans les réseaux de courant alternatif pour compenser la puissance réactive. Ils compensent la puissance réactive générée par des charges capacitives. Les bobines sont également utilisées dans les transformateurs qui sont constitué de deux parties que l’on nomme primaire et secondaire qui sont des bobines.

Les bobines sont également utilisées dans les circuits oscillants. L'énergie est alors remplacée périodiquement entre un condensateur et une bobine. De tels circuits sont utilisés par exemple en radio ou en radio pour sélectionner des fréquences spécifiques et sont également connus sous le nom de liaison LC. Des circuits similaires sont également présents dans des filtres passe-haut et sont utilisés pour filtrer certaines fréquences.

6.1 Le filtre antiparasite

Les bobines sont souvent utilisées pour assurer la fonction de filtrage comme par exemple éliminer les parasites d’une alimentation électrique ou d’un signal analogique. Ces filtres retiennent les interférences du réseau basse tension 230 volts sur le raccordement d'alimentation d'un appareil. En même temps, ils empêchent le retour de fréquences parasites de l'appareil connecté dans le réseau basse tension via la prise de courant. Figure 6.1 un filtre secteur antiparasite. Puis la partie secondaire c’est sur cette dernière ou l’on pourra se raccorder

Figure 6.1 Filtre secteur Antiparasite.

Les Bobines sont aussi couramment utilisées dans les applications audios pour éliminer le bruit issu des transmissions électriques à 50 Hz. Par exemple en radio pour sélectionner des fréquences spécifiques et sont également connus sous le nom de liaison LC. Des circuits similaires sont également présents dans des filtres passe-haut et sont utilisés pour filtrer certaines fréquences.

6.2 Le transformateur

Le transformateur est un élément utilisé pratiquement tous les appareils électroniques. Il sert à augmenter ou à diminuer la valeur de n’importe quelle tension alternative. Il peut être monté directement sur le circuit imprimé, sur le châssis ou dans le boîtier mais il peut également être externe. Celui-ci se compose d’un noyau et d’au moins deux bobines de fils de cuivre ayant toutes deux un nombre d’enroulements différents. Figure 6.2 un transformateur.

Figure 6.2 Transformateur.

6.3 Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d’un transformateur électrique se base sur le principe de l’induction magnétique. Quand un courant électrique passe dans un fil, il génère un champ magnétique autour de lui. Or quand ce champ magnétique se trouve autour d’un autre fil, il génère à son tour un courant électrique à l’intérieur du fil en. C’est ce qu’il se passe dans un transformateur.

Le courant entre dans la première bobine bobine primaire, puis passe à l’autre bobine secondaire par induction magnétique. C’est le nombre d’enroulements c’est-à-dire de tours que fait le fil de chaque bobine qui déterminera si le transformateur augmente ou diminue la tension du courant.

Si la bobine primaire a un nombre d’enroulements inférieur à la bobine secondaire, le transformateur augmentera la tension et vice-versa. C’est pour cela que l’on parle de tension primaire et secondaire d’un transformateur, la tension n’étant pas la même à l’entrée de la bobine primaire qu’à la sortie de la bobine secondaire.

6.4 Recharge d'un téléphone  par induction

Le principe de la recharge d’un téléphone par induction électromagnétique nécessite un contact physique direct entre le téléphone et le chargeur sans fil. Les bobines de recharge se trouvant à l’intérieur du téléphone et du chargeur doivent être connectées et alignées. Voici le fonctionnement sur la figure ci-dessous 6.5.

Figue 6.5 Source Belkin schéma fonctionnel de recharge d’un téléphone par induction.

1. La bobine de transmission se trouvant à l’intérieur de la base de recharge qui envoie un signal.

2. Le signal part à la recherche de la bobine de réception, celle-ci se trouve dans votre smartphone .

3. Une fois détectée, le rechargement par induction électromagnétique va se déclencher.

4. Les électrons  à l’intérieur de la bobine de transmission commencent à se déplacer autour de la bobine.

5. Cela provoque un champ magnétique qui est capté par les électrons de la bobine de réception.

6. Ensuite, les électrons bloqué à l’intérieur de la bobine de réception vont commencer à se déplacer autour de la bobine.            

Ce déplacement d’électrons à l’intérieur de la bobine de réception constitue l’électricité qui rechargera la batterie de votre smartphone.

7. Tester une bobine avec Un Multimètre

Pour tester une bobine, il faut la débrancher du circuit. Si l’ohm-mètre indique une résistance infinie, la bobine est en circuit ouvert, si l’ohm-mètre indique une faible résistance zéro, l’inductance est court- circuitée.