Étape 1: Détails
Énergie est emmagasinée dans le primaire de la bobine lorsque le courant circule à travers elle. Cette énergie est fournie par une alimentation CC, habituellement la batterie de 12 volts du système électrique du véhicule.
Le circuit primaire est entraîné en fermant un interrupteur au sol, ce qui permet de courant à l’écoulement de l’alimentation électrique par l’intermédiaire de la primaire. Lorsque l’interrupteur est fermé au départ, le courant dans la bobine reste zéro, car l’inductance du primaire n’autorise pas le courant de changer instantanément. Le courant dans le primaire puis augmente de façon exponentielle jusqu'à ce qu’il atteigne sa valeur d’état d’équilibre.
Le courant de l’état stationnaire est la valeur maximale que du courant aura. Il est déterminé par la tension de l’alimentation et la résistance série totale du circuit primaire.
Le courant de l’état d’équilibre du niveau primaire est déterminé par :
I_steady_state = V_source/R_primary
Rprimary se compose de la résistance totale du fil dans la bobine primaire, ainsi que la résistance des fils et d’autres connexions dans le circuit primaire.
La longueur du temps nécessaire pour le courant dans le primaire pour atteindre sa valeur d’état d’équilibre est déterminée par la constante de temps. La constante de temps est un paramètre qui correspond à l’inductance primaire (en Henrys) divisée par la résistance primaire (en ohms), et donc il a les unités de secondes. Dans les équations, il est souvent représenté avec la lettre grecque tau. Une constante de temps plus petite signifie que le courant augmente plus rapidement.
L’équation pour le courant dans l’inductance est :
i(t)=I_steady_state*(1-e^(-t/time_constant)
Le graphique montre comment le courant dans la bobine augmente après la fermeture de l’interrupteur. Le graphique exprime le courant comme le pourcentage de la valeur de l’état d’équilibre. Notez que, après ont passé 4 constantes de temps, le courant est à environ 98 % de sa valeur d’état d’équilibre et la 5 après les constantes de temps, le courant est à plus de 99 % de sa valeur d’état d’équilibre.
Les équations pertinentes pour le circuit primaire sont schématisées dans le tableau ci-dessous.
Énergie dans l’enroulement primaire
L’énergie stockée dans une inductance est fonction de son inductance et le courant qui passe à travers elle. L’équation de l’énergie stockée dans l’inductance est :
Énergie = ½ * L * I ^ 2.
Consultez à nouveau le graphique qui indique le courant et l’énergie dans la bobine primaire versus le temps écoulé. Notez que plus l’interrupteur est fermé, l’énergie moins supplémentaire est stockée dans l’inductance primaire. Après la première constante de temps, l’énergie stockée est de 38 % du maximum. Après que deux constantes de temps sont sont écoulés, l’énergie totale emmagasinée est de 73 %. Après que trois constantes de temps, l’énergie totale emmagasinée est de 90 %. Après que quatre constantes de temps, l’énergie totale est de 96 % et ainsi de suite. Après cinq constantes de temps, l’énergie stockée est essentiellement à 100 % de la valeur maximale possible pour la tension d’alimentation et de la résistance dans le circuit primaire.
Lorsque le courant primaire atteint sa valeur d’état d’équilibre, aucune énergie supplémentaire ne peut être stocké dans le primaire de la bobine. Si l’interrupteur est toujours fermé après ce point, l’énergie de la source va simplement être dissipée en chaleur dans la résistance du circuit primaire. Il est donc insensé de laisser l’interrupteur fermé plus longtemps que les constantes de temps de 4 ou 5, car passé ce point l’énergie sera simplement gaspillé.
