Calculateur d'énergie stockée dans une bobine

Une bobine stocke de l'énergie dans le champ magnétique créé par le courant qui traverse son enroulement. L'énergie stockée est E = 1/2 L I au carré, où E se mesure en joules, L est l'inductance en henrys et I le courant en ampères. Le facteur un demi traduit la formation progressive du champ magnétique lorsque le courant passe de zéro à sa valeur finale. Cette relation simple est fondamentale en électronique de puissance, en électromagnétisme et en conception de circuits. L'énergie dépend du carré du courant. Doubler le courant multiplie l'énergie stockée par quatre, alors que doubler l'inductance ne fait que doubler l'énergie. Cette distinction compte pour vérifier le courant de crête des convertisseurs à découpage, enroulements de moteurs, relais et électroaimants pulsés. Même une petite bobine peut stocker une énergie importante lorsqu'elle est traversée par un courant élevé. À l'inverse, une forte inductance utilisée avec un très faible courant peut stocker très peu d'énergie. Dans un convertisseur abaisseur ou élévateur, la bobine reçoit périodiquement de l'énergie de la source et la restitue à la charge. Les concepteurs calculent l'énergie stockée maximale pour choisir la taille du noyau et le courant de saturation nominal appropriés. Si le noyau sature, l'inductance effective diminue et le courant peut augmenter rapidement. L'énergie calculée sert aussi à estimer les besoins du circuit d'amortissement, les contraintes sur l'interrupteur et les conséquences d'une coupure soudaine du courant. Une bobine s'opposant aux variations brusques de courant, l'ouverture du circuit peut produire une tension élevée si l'énergie ne dispose pas d'un chemin de décharge contrôlé. Ce calculateur suppose une bobine idéale dont l'inductance reste constante au courant saisi. Les composants réels perdent de l'énergie par la résistance de l'enroulement, l'hystérésis du noyau et les courants de Foucault. Leur inductance peut varier avec le courant, la température et la fréquence. Utilisez le courant de crête plutôt que le courant moyen pour vérifier l'énergie maximale d'un circuit à découpage, et consultez la courbe inductance-courant du fabricant en cas de saturation du noyau. Le résultat donne l'énergie magnétique à un instant donné, pas la puissance. La puissance décrit le débit de transfert d'énergie et nécessite un intervalle de temps ou une fréquence de commutation. Dans ces limites, la formule fournit une première estimation claire et fiable pour le laboratoire, l'enseignement et l'ingénierie.