Rupture du courant et surtension

Ouverture brutale du circuit

Lorsqu'on ouvre l'interrupteur d'un circuit RL parcouru par un courant I0 = E/R, la bobine s'oppose à la disparition brutale du courant : le courant ne peut pas s'annuler instantanément (continuité du courant dans une inductance).

Modélisation après ouverture

Si l'ouverture insère une résistance R' permettant au courant de continuer à circuler en boucle fermée, l'équation devient :

0 = (R+R')i(t) + Ldi/dt, avec i(0) = E/R

La solution est : i(t) = (E/R)*exp(-t/tau'), avec tau' = L/(R+R')

Surtension

La tension aux bornes de la bobine (ou de l'interrupteur) vaut u_L = -L*di/dt et peut devenir très grande. Si on ouvre franchement le circuit sans chemin de retour (R' -> infini), la bobine génère une surtension théoriquement très importante, ce qui produit un arc électrique destructeur (étincelle à l'ouverture d'un interrupteur).

Application pratique

C'est le principe utilisé dans les bobines d'allumage automobile ou les éclateurs : on exploite cette surtension pour générer une étincelle. À l'inverse, on protège les circuits électroniques (relais, bobines) avec une diode de roue libre montée en anti-parallèle sur la bobine, pour écrêter cette surtension et protéger les composants.

Piège classique

Ne pas confondre ouverture brutale (surtension destructrice) et décroissance contrôlée (via une résistance de décharge ou une diode). L'énergie stockée doit toujours se dissiper quelque part : effet Joule dans R', ou dans l'arc électrique.