Couplage inductif ? Solutions !

Sommaire de ce cours :

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Protection contre l'inductif : torsadage, ferrites

Les fils torsadés

Pour s'affranchir des champs magnétiques et parasites inductifs, on a recours à des câbles composés de fils torsadés par paires.

Face aux perturbations parasitaires inductives, le torsadage est la solution de base. Elle est très utilisée notamment en téléphonie filaire, informatique industrielle Nappe multibrins torsadée

Vue sur une nappe industrielle torsadée... Ci dessus, un câble 4 paires (on utilise le mot paire pour les fils torsadés 2 par 2) téléphonique blindé (le blindage sera vu un peu plus loin !).

annulation des champs induits, fils torsadés

Le torsadage des fils offre un effet similaire au différentiel :
Principe différentiel : annule champs aller/retour

En effet, en torsadant des filsMéthode artisanale pour torsadé des fils (prévoir ≃ 40% de longueur en plus !)
Torsadage rapide de fils

Avec une simple perceuse électrique, vitesse lente, en maintenant le coté opposé et surtout en maintenant la paire crée tendue pendant toute l'opération !, on crée des boucles en opposition dont les champs magnétiques induits s'annulent (tout en haut vert et violet).

Ci-dessus une résistance bobinée 10 Ω noire et en rose sa méthode de production, simplement enroulée...
(Points de raccordement en orange/vert)
Résistance bobinée non inductive

Ci-dessus, une résistance marron 13 Ω non inductive comme le révèleOn plie le fil résistif en 2 avant de l'enrouler, créant ainsi 2 demi-bobines opposées dont les champs magnétiques respectifs s'annuleront ! la tige rose en dessous.

Enfin, coté champs magnétiques :

Pour des puissances < à 1 kW, toujours privilégier des transformateurs toriques Transfo torique vs classique CEM

Comme on le voit, le champ magnétique H est important à gauche, inexistant à droite sur le torique.
Attention si vous utilisez un boulon conducteur central pour le maintenir :
Ne reliez ses extrémités : cela fermerait 1 spire en la court-circuitant ! ! Pour les liaisons unifilaires multiples : toujours croiser les phases

Liaisons unifilaires multiples : croiser, alterner les phases !

Ainsi, un mode différentiel existe (à droite) ce qui réduira les champs parasites et même les mouvements de fil, mouvements dus à l'addition de champs magnétiques circulant dans le même sens (à gauche) ! !

Les ferrites, le bouclier absolu des '90'

Très (trop ? ) en vogue dans les années 1990, quand la CEM s'est vulgarisée, les ferrites se sont multipliées !
Ferrites d'écran informatique

Présentes sur les écrans informatiques, claviers et souris filaires, elles offrent une protection différentielleRappelez-vous : la perturbation qui circule en aller-retour dans les fils, le mode commun est celle qui utilise la masse pour le 'retour' et circule dans le même sens dans les brins actifs.. Comme pour un transformateur ou une simple spire, le fait d'ajouter ce noyau magnétique augmente l'induction et l'impédanceL'impédance d'un conducteur est, à haute fréquence, essentiellement due à son inductance. Avec la ferrite d'un µ (perméabilité magnétique) plus élevé, l'inductance et dont l'impédance augmente et donc l'effet atténuateur différentiel.

Elles ont d'ailleurs l’inconvénient de leur avantage, si vous en installez trop : vous allez atténuer le signal utile. L'information, surtout pour les signaux numériques, ne transitera plus avec un niveau suffisant !
Utilisation sur circuit imprimé Ferrite pour circuit imprimé

Souvent utilisé pour l'arrivée d'alimentation, simplement 2 ou 3 spires dans un noyau ferrite pour une inductance : 'self de choc' et composantsIci un filtre LC, la simple longueur des pattes grâce aux petits anneaux ferrites suffit à obtenir une valeur d'inductance non négligeable !
Anneaux ferrites sur capa, filtre LC