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Les [[inductance]]s s'opposant à la variation du courant qui les traverse, l''''ouverture d'un circuit inductif''' parcouru par un courant peut amener des [[surtension]]s<ref name="Wildi">{{Ouvrage|auteur1=Théodore Wildi|auteur2=Gilbert Sybille|titre=Électrotechnique|éditeur=[[De Boeck Supérieur|De Boeck Université]]|collection=Physique|année=2000|numéro d'édition=2|pages totales=1161|passage=238|isbn=978-2-8041-3171-5|présentation en ligne=https://archive.is/20140518015512/books.google.fr/books?id=SBKToRtUXtkC#selection-3799.0-3863.10|consulté le=19 décembre 2017}}.</ref>.

== Description du phénomène ==
[[Fichier:Induc1a.png|vignette|Figure 1 - L'alimentation charge l'inducteur à travers la résistance.]]

Dans le diagramme ci-contre (figure 1) une [[bobine (électricité)|bobine]] qui se charge à travers une résistance et un interrupteur est représentée. Le condensateur dessiné en pointillés représente la valeur équivalente des [[Capacité parasite|capacités parasites]] entre spires de la bobine<ref>Tout bobinage a des capacités parasites, même ceux spécialement conçus pour les diminuer, comme le bobinage en « nid d'abeilles »</ref>.

[[Fichier:Induc2a.png|vignette|Figure 2 - L'interrupteur s'ouvre. Le courant ne peut circuler qu'en chargeant la capacité parasite.]]

À un instant <math>\scriptstyle{t_\circ}</math> l'interrupteur s'ouvre. En regardant la définition de l'inductance :
::<math>u=-L{di\over dt}\,</math>
On voit que pour que le courant qui traverse la bobine s'annule instantanément, il faudrait l'apparition d'une tension infinie à ses bornes, ce qui est impossible. Le courant continue à circuler à travers les capacités parasites (figure 2).

[[Fichier:InductA.png|vignette|Figure 3 - À l'instant <math>\scriptstyle{t_\circ}</math> l'interrupteur s'ouvre et laisse l'inductance osciller avec les capacités parasites.]]

Nous nous retrouvons avec un [[circuit LC]] oscillant avec une [[Vitesse angulaire|pulsation]] :
::<math>\textstyle{\omega = {1\over \sqrt{LC}}}</math>

soit une [[fréquence]] :

::<math>f_0 = {\omega\over 2\pi} = {1\over {2\pi\sqrt{LC}}} </math>

où <math>\scriptstyle{C}</math> est la valeur équivalente des capacités parasites. Si l'isolation électrique et la [[Tension de claquage|rigidité électrique]] du bobinage est suffisante pour résister aux hautes tensions et si la tension de tenue de l'interrupteur est suffisante, l'oscillation continuera avec une amplitude décroissante à cause des pertes diélectriques des capacités parasites et de [[effet Joule|pertes résistives]] du bobinage. Si, de plus, la bobine comporte un noyau [[Ferromagnétisme|ferromagnétique]] il y aura aussi des pertes dues à l'[[Hystérésis magnétique|hystérésis]] (proportionnelles à la fréquence) et des pertes par [[courants de Foucault]] (proportionnelles au carré de la fréquence).

La tension maximale de l'oscillation peut être très élevée, comme illustré sur la figure 3 qui montre le cas extrême où le courant est interrompu alors qu'il a son amplitude maximale. Ceci lui vaut le nom de [[surtension]]. Cela vient du fait qu'après l'interruption du courant l'énergie de l'inductance <math>\scriptstyle{{1\over 2}LI^2}</math> a été transférée aux capacités parasites <math>\scriptstyle{{1\over 2}CV^2}</math>.

La surtension maximale peut être calculée à partir de l'égalité : <math>\scriptstyle{{1\over 2}LI_o^2} = \scriptstyle{{1\over 2}CVmax^2}</math>, <math>\scriptstyle{I_o}</math> étant la valeur du courant à l'instant de coupure.

::<math>Vmax = I_o\sqrt{L \over C}</math>

À courant donné, la surtension est d'autant plus élevée que l'inductance est plus grande et que la capacité est plus faible.

[[Fichier:Induc3a.png|vignette|Figure 4 - Réamorçage de l'interrupteur.]]
Si la surtension est très élevée, la tension aux bornes de l'interrupteur peut dépasser sa tension de tenue entre contacts, il se produit alors un réamorçage (appelé aussi ré-allumage, car l'[[arc électrique|arc]] est ré-allumé entre les contacts de l'interrupteur) comme illustré sur la figure 4.

Bien que les [[arc électrique|arcs électriques]] soient le plus souvent nuisibles et dangereux, dans certaines applications ils sont utiles et souhaités. C'est le cas de la [[soudage à l'arc électrique|soudure à l'arc]], [[lampe à décharge|lampes à décharge]], [[four à arc électrique|fours à arc]] utilisés en métallurgie{{etc.}}<ref> Dans le cas de la soudure à l'arc, l'interrupteur du diagramme est formé par le contact entre le métal à souder et l'électrode.</ref>.

La [[lampe à arc]] dans un premier temps, puis la [[lampe à arc#La bougie de Jablochkoff|bougie de Jablochkoff]] dans un deuxième temps, étaient les seuls moyens de faire de la lumière avec de l'électricité avant l'invention de la [[lampe à incandescence]] par l'américain [[Thomas Edison]] simultanément avec l'anglais Sir [[Joseph Swan]].

== En électrotechnique ==
{{article détaillé|Tension transitoire de rétablissement|Surtension}}

Face au phénomène d'ouverture d'un circuit inductif, l'[[Électrotechnique|électrotechnicien]] aura tendance à raisonner d'un point de vue énergétique. L'énergie qui se trouve dans la bobine l'instant d'avant la rupture doit se dissiper quelque part. Très souvent la majeure partie de l'énergie se dissipe dans l'étincelle de rupture au moment de l'ouverture du contact. Le reste de l'énergie se dissipe dans la bobine en tant que telle, pendant la période des phénomènes oscillatoires post-rupture.

Dans l'industrie, quand on doit gérer de nombreuses ruptures de courant sur une machine inductive, on branche en parallèle un ou des composants permettant d'assurer un chemin à ce courant, comme une [[diode]], dite de « roue libre ». C'est le plus souvent le cas avec des [[électroaimant]]s.

== En électronique ==
Si l'interrupteur est remplacé par un composant électronique il faut se prémunir des surtensions de coupure destructrices. Ceci sera réalisé en plaçant aux bornes de la bobine un ou des composants permettant d'assurer un chemin au courant à l'instant du blocage du composant principal. Le choix et le dimensionnement de ce circuit dérivateur permettent non seulement de limiter la valeur de la surtension, mais aussi d'en amortir l'oscillation.
{{article détaillé|Surtension#Surtension en électronique{{!}}Surtension – Surtension en électronique}}

== En mécanique automobile ==
Les [[rupteur]]s des moteurs à allumage commandé fonctionnent sur ce même principe. Un courant est appliqué dans un circuit comportant une bobine d'allumage et est brutalement coupé par le rupteur, actionné par une [[came (mécanique)|came]], afin de produire une forte tension entre les électrodes de la bougie et provoquer un arc électrique, entraînant la combustion du mélange. De nos jours, les rupteurs sont abandonnés au profit de l'[[allumage électronique]], dont certaines variantes reposent toujours sur ce principe.

== Notes et références ==
{{Références}}

== Voir aussi ==
=== Articles connexes ===
* [[Inductance]]
* [[Bobine (électricité)]]

=== Liens externes ===
* [http://site.voila.fr/FASTOCHE/Capacite_et_charge/Charge_sous_DC/Circuit_inductif/circuit_resistif_et_capacitif_sous_DC.htm site.voila.fr, Circuit inductif]
* [http://www.sobane.be/fr/electricite/pdf/ele_fic08.pdf sobane.be, Matériels de coupure et de protection]

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{{Portail|électricité et électronique}}

[[Catégorie:Électrotechnique]]
[[Catégorie:Génie énergétique]]