Qu'arrive-t-il à une bobine lorsqu'un courant alternatif la traverse ? Comment évite-t-elle de brûler ?

Lorsqu'un courant alternatif passe à travers une bobine, les situations suivantes se produisent :

I. Effets électromagnétiques

1. Génération d'un champ magnétique

 Lorsqu'un courant alternatif passe à travers une bobine, un champ magnétique alternatif est généré autour de la bobine. L'intensité de ce champ magnétique varie avec le changement de courant.

Par exemple, dans un électroaimant, lorsque un courant alternatif passe à travers une bobine, un champ magnétique qui attire les objets ferromagnétiques est généré. La direction et l'intensité de ce champ magnétique changent avec le changement de direction et de magnitude du courant alternatif.

2. Force électromotrice induite

Selon la loi de Faraday d'induction électromagnétique, un champ magnétique variable génère une force électromotrice induite dans la bobine. La direction de cette force électromotrice induite est opposée à la direction du changement de courant et est appelée force électromotrice auto-induite.

Par exemple, lorsque le courant alternatif augmente, la force électromotrice auto-induite entrave l'augmentation du courant ; lorsque le courant alternatif diminue, la force électromotrice auto-induite entrave la diminution du courant. Ce phénomène d'auto-induction joue un rôle important dans les circuits en courant alternatif. Par exemple, les éléments inductifs peuvent être utilisés pour le filtrage et la limitation du courant.

II. Perte d'énergie

1. Perte par résistance

La bobine elle-même a une certaine résistance. Lorsqu'un courant alternatif passe à travers la bobine, il y a une perte de puissance sur la résistance, manifestée sous forme de chauffage.

Par exemple, si la résistance d'une bobine est R et le courant alternatif qui la traverse est I, alors la perte de puissance de la bobine est P=I²R. Si le courant est élevé ou si la résistance de la bobine est élevée, la perte de puissance augmentera, entraînant une augmentation de la température de la bobine.

2. Perte par courants de Foucault

Sous l'action d'un champ magnétique alternatif, des courants de Foucault seront générés à l'intérieur du conducteur de la bobine. Les courants de Foucault généreront une perte de puissance dans le conducteur, également manifestée sous forme de chauffage.

Par exemple, dans le noyau de fer d'un transformateur, en raison de l'action d'un champ magnétique alternatif, il y aura une perte par courants de Foucault. Pour réduire la perte par courants de Foucault, le noyau de fer d'un transformateur adopte généralement une structure stratifiée pour augmenter la résistance du chemin des courants de Foucault et réduire leur magnitude.

III. Méthodes pour éviter la surchauffe

1. Sélectionner des paramètres appropriés de la bobine

Selon les besoins des applications pratiques, sélectionnez des paramètres appropriés de la bobine tels que le nombre de spires, le diamètre du fil et le matériau d'isolation. Augmenter le nombre de spires de la bobine peut augmenter la valeur d'inductance, mais cela augmentera également la résistance et le volume ; choisir un plus grand diamètre de fil peut réduire la résistance, mais cela augmentera également le coût et le volume.

Par exemple, lors de la conception d'un filtre inductif, des paramètres appropriés de la bobine doivent être sélectionnés en fonction des paramètres tels que la tension d'entrée et de sortie, le courant et la fréquence, afin de satisfaire aux exigences de filtration et d'éviter la surchauffe et la destruction de la bobine.

2. Renforcer les mesures de dissipation thermique

Pour réduire la température de la bobine, les mesures de dissipation thermique peuvent être renforcées, comme l'ajout de dissipateurs de chaleur, de trous de ventilation, de ventilateurs, etc. Les dissipateurs de chaleur peuvent augmenter la surface de contact entre la bobine et l'air et améliorer l'efficacité de la dissipation thermique ; les trous de ventilation peuvent favoriser la circulation de l'air et emporter la chaleur générée par la bobine ; les ventilateurs peuvent forcer le flux d'air et accélérer la vitesse de dissipation thermique.

Par exemple, dans un appareil électronique à haute puissance, la bobine est généralement installée sur un dissipateur de chaleur et refroidie par des trous de ventilation ou des ventilateurs. Cela peut réduire efficacement la température de la bobine et éviter la surchauffe.

3. Contrôler le courant et la tension

Évitez de faire passer un courant excessif ou de soumettre la bobine à une tension excessive. Des éléments de protection appropriés tels que des fusibles, des disjoncteurs et des régulateurs de tension peuvent être utilisés pour limiter la magnitude du courant et de la tension.

Par exemple, dans un circuit d'alimentation, pour empêcher la bobine de brûler en raison d'un surcourant, un fusible peut être installé dans le circuit. Lorsque le courant dépasse le courant nominal du fusible, le fusible fond et coupe le circuit pour protéger la bobine et d'autres éléments.

4. Inspection et maintenance régulières

Inspectez régulièrement l'apparence, la température, les performances d'isolation, etc. de la bobine, et trouvez et traitez les problèmes potentiels à temps. Si vous constatez une surchauffe, un changement de couleur, une odeur anormale, etc. sur la bobine, arrêtez immédiatement son utilisation et effectuez une inspection et une réparation.

Par exemple, dans un appareil électronique qui fonctionne pendant une longue période, la bobine doit être inspectée et entretenue régulièrement, nettoyée de la poussière et des débris, vérifiée pour sa bonne condition d'isolation, et les valeurs de résistance et d'inductance de la bobine doivent être mesurées. Cela permet de détecter les problèmes de la bobine à temps et de prendre des mesures appropriées pour éviter la surchauffe.

En résumé, lorsque un courant alternatif passe à travers une bobine, la bobine génère un champ magnétique, une force électromotrice induite et une perte d'énergie. Pour éviter la surchauffe de la bobine, des paramètres appropriés de la bobine peuvent être sélectionnés, les mesures de dissipation thermique peuvent être renforcées, le courant et la tension peuvent être contrôlés, et des inspections et maintenances régulières peuvent être effectuées.