1. Champ magnétique : Une bobine de détection repose sur un champ magnétique changeant. Ce champ peut être généré de plusieurs manières, selon l'application :
* Aimant permanent : Le cas le plus simple implique un aimant permanent se déplaçant par rapport à la bobine. Le champ de l'aimant traverse la bobine.
* Électro-aimant : Un électro-aimant (bobine traversée par un courant) peut également générer un champ magnétique changeant. L'intensité du champ de l'électro-aimant peut être modifiée en modifiant le courant, créant ainsi le changement nécessaire du flux magnétique.
* Matériau ferromagnétique en mouvement : Un matériau ferromagnétique (comme le fer) se déplaçant à proximité de la bobine, surtout s'il est magnétisé, peut modifier le champ magnétique traversant la bobine.
2. Bobine de fil : La bobine de détection elle-même est composée de nombreuses boucles de fil. Plus il y a de boucles, plus la tension induite est forte.
3. Changement du flux magnétique : La clé est que le *flux magnétique* à travers la bobine doit changer. Le flux magnétique est la mesure du champ magnétique traversant une zone donnée (dans ce cas, la zone entourée par la bobine). Ce changement peut être causé par :
* Mouvement : L'aimant ou le matériau ferromagnétique se rapprochant ou s'éloignant de la bobine.
* Changement de l'intensité du champ : La force du champ magnétique change avec le temps (par exemple, le courant d'un électro-aimant fluctue).
* Changement d'orientation de la bobine : La modification de l'angle entre la bobine et les lignes de champ magnétique modifie également le flux.
4. Tension induite : Selon la loi de Faraday, un flux magnétique changeant à travers une bobine induit une tension (force électromotrice ou FEM) aux bornes de la bobine. L'amplitude de la tension induite est proportionnelle à :
* Taux de variation du flux magnétique : Des changements plus rapides du champ magnétique conduisent à une tension induite plus élevée.
* Nombre de tours dans la bobine : Plus de tours signifient une tension induite plus grande.
5. Signal de sortie : La tension induite est le signal de sortie de la bobine de détection. Ce signal est souvent un signal alternatif faible reflétant les variations du champ magnétique. Ce signal est ensuite souvent amplifié et traité pour être utile.
Exemples d'applications de bobines de détection :
* Guitares électriques : Les cordes, lorsqu'elles sont pincées, vibrent à proximité d'un aimant permanent et d'une bobine, induisant une tension qui est amplifiée pour créer le son.
* Détecteurs de métaux : Une bobine génère un champ magnétique et les changements de champ dus à la présence d'objets métalliques sont détectés par une deuxième bobine agissant comme une bobine de détection.
* Capteurs de position du vilebrequin (dans les voitures) : Une roue dentée tourne à proximité d'une bobine, générant des impulsions au passage de chaque dent, fournissant des informations sur le régime et la position du moteur.
* Têtes de bande (dans les lecteurs de cassettes) : La magnétisation fluctuante de la bande magnétique induit une tension dans la bobine de lecture, reproduisant l'audio enregistré.
Essentiellement, une bobine de détection agit comme un transducteur, convertissant les modifications d’un champ magnétique en un signal électrique. La force et la fréquence du signal sont directement liées à la nature du champ magnétique changeant.
