induction (électricité)

induction (électricité), production de courants dans un circuit, due à une variation du flux du champ magnétique qui traverse ce circuit (voir Électromagnétisme). Appelé également induction électromagnétique, ce phénomène, découvert en 1831 par le physicien et chimiste britannique Michael Faraday, a conduit au développement de la dynamo, qui convertit l’énergie mécanique en énergie électrique, et à celui du transformateur.

Lorsque l’on déplace un fil conducteur dans l’entrefer d’un aimant, les électrons du fil sont soumis à une force magnétique (voir Magnétisme) qui provoque leur migration vers l’une des extrémités du conducteur, laissant à l’autre extrémité les noyaux atomiques, partiellement privés d’électrons. Le fil conducteur présente ainsi une extrémité négative (les électrons) et une extrémité positive (les noyaux), entre lesquelles apparaît donc une différence de potentiel, ou tension. Si les extrémités du fil sont reliées par un conducteur, un courant circule par conséquent dans le circuit. C’est sur ce principe que fonctionne une dynamo : une boucle de fil est animée d’un mouvement de rotation dans un champ magnétique, produisant ainsi une tension et générant un courant dans un circuit fermé. Voir aussi Moteurs électriques et générateurs.

Pour qu’il y ait induction dans un circuit électrique, une variation du flux du champ magnétique s’avère nécessaire. Cette variation de flux peut être provoquée par le déplacement du circuit, mais également par une modification de l’intensité du champ magnétique. Ainsi, un champ magnétique croissant ou décroissant peut aussi induire un courant au sein d’un conducteur immobile. Un tel champ variable est généralement produit par une impulsion de courant dans un fil ou dans un électroaimant : lorsque l’intensité du courant dans l’électroaimant varie, son champ magnétique fait de même. Graphiquement, l’intensité du champ magnétique peut être représentée par une courbe sinusoïdale. Ce champ variable peut alors induire un courant dans un fil électrique immobile voisin.

Une telle induction, sans mouvement mécanique, constitue la base de fonctionnement d’un transformateur électrique. Ce dispositif est constitué d’un noyau de matériau aimanté, autour duquel sont enroulés symétriquement deux bobinages de fil électrique, d’épaisseur et / ou de longueur multiples l’une de l’autre. Un transformateur permet de convertir un système de tensions et de courants alternatifs en un ou plusieurs autres systèmes de courants et de tensions de même fréquence, grâce au phénomène d’induction qui apparaît entre les bobinages. Voir aussi Transformateur.

Lorsqu’un courant électrique varie dans un conducteur, il produit un champ magnétique variable qui induit une tension dans le circuit. Cette tension, opposée à la tension appliquée, tend à limiter ou à inverser le courant d’origine. Ce phénomène, appelé auto-induction, fut découvert en 1832 par le physicien américain Joseph Henry. Il peut être observé au moyen d’une bobine d’inductance, ou self-inductance, bobine autour de laquelle est enroulé un fil conducteur. La capacité d’auto-induction d’une bobine, son inductance, est indépendante du courant ou de la tension qui la traverse : elle est uniquement déterminée par la géométrie de la bobine et les propriétés magnétiques de son noyau. Cette inductance se mesure en henrys. Voir aussi Électronique.