Énergie magnétique dans un circuit RL

Une bobine refuse les changements brusques de courant

Une inductance est une bobine qui stocke l’énergie dans un champ magnétique et s’oppose aux variations de courant ; L désigne sa valeur d’inductance. RL signifie Resistor Inductor : circuit résistance–inductance. Un millihenry (mH) vaut un millième de henry, une milliseconde (ms) un millième de seconde et un millijoule (mJ) un millième de joule d’énergie.

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TABLE D’EXPÉRIENCES

Modifie les réglages du circuit, prédis les mesures puis vérifie un défi. Ce sont des modèles pédagogiques ; chaque leçon explique leurs hypothèses.

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Pourquoi cela fonctionne

Bobine idéale initialement sans énergie après un échelon de tension. Le temps sélectionne un instant, pas une horloge réelle ; résistance du fil, saturation magnétique et pics à l’ouverture omis.

Vs est la tension appliquée, R la résistance série, L l’inductance et t le temps depuis la mise sous tension. τ = L/R ; I(t) = Vs/R × (1 − exp(−t/τ)) ; exp est la fonction exponentielle. Tension de bobine = Vs × exp(−t/τ) ; énergie E = ½LI².

Difficulté

Construis · Construis le circuit
Alimente à 5 V, 100 Ω, 100 mH et 1 ms. Lis environ 31.606 mA.
Besoin d’un indice ?
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 1 ms → 31.606 mA
Explore · Change une grandeur
À 5 V, 100 Ω et 100 mH, choisis un temps pour au moins 49 mA et tension de bobine au plus 0.1 V.
Besoin d’un indice ?
Vs = 5 V; R = 100 Ω; L = 100 mH; t = 4 ms → 49.084 mA; 0.092 V
Résous · Relève le défi
À 5 V, 50 Ω et 200 mH, choisis un temps pour 62–64 mA et énergie stockée 0.38–0.42 mJ.
Besoin d’un indice ?
Vs = 5 V; R = 50 Ω; L = 200 mH; t = 4 ms → 63.212 mA; 0.400 mJ

Lectures complémentaires et fiches de circuits