Henry
Unité SI dérivée · grandeur : inductance
01 · Définition
Le henry est l’inductance d’un circuit dans lequel un courant variant à raison d’un ampère par seconde induit une tension d’un volt. Définition équivalente : l’inductance pour laquelle un courant d’un ampère crée un flux totalisé d’un weber.
L’inductance est l’inertie du courant. Comme la masse résiste à un changement de vitesse, l’inductance résiste à un changement de courant : on ne peut ni le lancer d’un coup, ni l’arrêter. De là l’étincelle dans l’interrupteur — à la coupure le courant continue un instant à passer par l’air.
Coupez un circuit contenant une bobine — et le courant tentera de continuer par l’air : un arc jaillira aux contacts. C’est pourquoi une diode de roue libre se tient près de chaque relais et de chaque moteur : elle laisse le courant se refermer et s’éteindre sans étincelle.
Doublez le nombre de spires et vous obtenez quatre fois l’inductance : les spires créent le flux et s’y enlacent à la fois. Un noyau de ferrite ou d’acier ajoute encore un facteur mille, mais seulement jusqu’à la saturation — au-delà, l’inductance retombe vers la valeur d’une bobine vide.
02 · Conversion
Entrez une inductance — la fiche la décomposera par unités
Les composants réels vivent en micro- et millihenrys. Dans le système CGSM l’inductance, comme la capacité en CGSE, avait la dimension d’une longueur : l’abhenry s’appelait simplement centimètre. De là cette vieille habitude d’ingénieur de parler d’une bobine en centimètres — ce n’est pas sa taille, c’est son inductance.
Associée à un condensateur, l’inductance fixe la fréquence d’un circuit oscillant — celui-là même qui accorda les postes de radio sur une station pendant un siècle. C’est le condensateur qu’on tournait : une capacité variable est plus simple à construire qu’une inductance variable.
| Unité | Nom | Valeur | Où on la rencontre |
|---|---|---|---|
| H | henry, unité SI | 1 | henry, unité SI |
| mH | millihenry | 1000 | millihenry |
| µH | microhenry | 1000000 | microhenry |
| nH | nanohenry | 1000000000 | nanohenry |
| pH | picohenry | 1000000000000 | picohenry |
| Wb/A | weber par ampère — exactement la même chose | 1 | weber par ampère — exactement la même chose |
| V·s/A | volt-seconde par ampère | 1 | volt-seconde par ampère |
| Ω·s | ohm-seconde : la notation de travail avant l’adoption du nom | 1 | ohm-seconde : la notation de travail avant l’adoption du nom |
| abH | abhenry, CGSM : aussi appelé centimètre d’inductance | 1000000000 | abhenry, CGSM : aussi appelé centimètre d’inductance |
| stH | stathenry, CGSE | 0 | stathenry, CGSE |
La deuxième ligne est la définition par le weber : un henry est un weber par ampère. La troisième est l’énergie emmagasinée dans le champ du bobinage.
03 · Ordres de grandeur
de la piste de circuit au stockage d’énergiemillihenrys : bobinages de relais, transformateurs de liaison
04 · Instruments de mesure
Avec quoi on mesure l’inductance
Il applique une sinusoïde et sépare, par le déphasage, la part réactive de l’impédance de la part active. Le résultat dépend de la fréquence et du courant de polarisation : une bobine à ferrite ne se mesure pas pareil à un kilohertz et à un mégahertz, aussi indique-t-on le régime avec la valeur.
Il équilibre une inductance inconnue contre un condensateur étalon et des résistances : la bobine n’est pas comparée à une autre bobine mais à une capacité, plus facile à réaliser avec précision. La méthode classique de laboratoire, avec une incertitude de centièmes de pour cent.
On branche la bobine avec un condensateur connu et l’on cherche la fréquence à laquelle le circuit sonne. L’inductance découle de la formule de Thomson — la méthode la plus accessible, il ne faut qu’un générateur et un oscilloscope, et c’est la seule praticable pour les nanohenrys.
Un bobinage à une couche sur un cylindre de quartz fondu, dont les dimensions sont mesurées au micromètre : son inductance se calcule d’après la géométrie et la constante magnétique, sans être mesurée du tout. C’est ainsi exactement qu’était fixée l’unité avant le passage aux étalons quantiques.
05 · Règles d’écriture
H majuscule — et non «henrys»
Le H majuscule désigne l’unité, le h minuscule l’heure, qui est hors du SI. Le nom s’écrit en minuscule dans le texte courant bien qu’il vienne d’un patronyme. Un H à côté d’un L italique dans une même formule ne prête pas à confusion : la grandeur est composée en penché, l’unité en droit.
Le symbole de la grandeur est un L italique, celui de l’unité un H droit ; le symbole russe est Гн. Le H majuscule est déjà pris dans les formules par le champ magnétique, aussi les distingue-t-on dans une même ligne par la fonte : la grandeur penche, l’unité se tient droite.
06 · Unités voisines
Le henry est l’envers du farad : une grandeur résiste au changement de courant, l’autre au changement de tension. Ensemble elles fixent la fréquence d’un circuit ; séparément elles lissent l’ondulation — la bobine dans le trajet du courant, le condensateur en travers.
L’inductance mutuelle de deux bobinages se note M et se mesure dans les mêmes henrys. Dans un transformateur elle est inférieure au produit des inductances propres : la différence est précisément la part du flux qui a manqué le second bobinage.
flux par ampère unique
inductance
la grandeur jumelle du circuit
Parmi les fiches de Simetrium voisinent avec le henry weber et ampère de la définition, farad comme grandeur appariée du circuit accordé, ohm de la constante de temps et hertz, dans laquelle s’exprime la fréquence de résonance.
Le henry ferme la famille magnétique : un weber divisé par un ampère. Avec l’ohm il donne des secondes, avec le farad une fréquence de résonance. Inductance et capacité sont en miroir : l’une résiste à un changement de courant, l’autre à un changement de tension.
07 · Section historique
Une découverte publiée en second
Joseph Henry enroula un arc de fer avec du fil isolé — l’isolant, il le faisait de rubans de soie achetés sur la robe de sa femme — et obtint un aimant qui tenait une tonne. Le maître d’école d’Albany devint le premier secrétaire de la Smithsonian Institution.
En 1832 Joseph Henry remarqua une étincelle à la coupure d’un circuit à électroaimant et comprit que la bobine induit en elle-même une tension. Il décrivit le phénomène dans son cahier de laboratoire avant Faraday mais le publia après — et l’antériorité sur l’induction resta à l’Anglais.
Le Congrès international des électriciens à Chicago donna à l’unité d’inductance le nom de Henry — avec plusieurs autres unités pratiques. Il était mort depuis quinze ans, et le nom revint à celui qui avait perdu la course à la priorité, mais non l’estime de ses confrères.
Le premier nom de l’unité d’inductance fut le quadrant : dix millions de mètres, un quart du méridien terrestre. Il fut remplacé par le henry au congrès même qui adopta l’ohm et le volt.
La neuvième Conférence générale fit entrer le henry dans le système des unités pratiques avec le weber et le tesla. Le centimètre d’inductance du système CGSM, égal à un nanohenry, resta encore deux décennies dans les manuels.
Une unité qu’on calcule et qu’on ne mesure pas
Jusqu’en 2019 le henry se réalisait par le calcul. La constante magnétique était fixée exactement, quatre pi fois dix puissance moins sept henry par mètre, et l’inductance d’un bobinage à une couche découlait de sa seule géométrie. Depuis la redéfinition la constante se mesure, et l’étalon repose désormais sur l’effet Hall quantique.
La constante magnétique µ₀ = 1,256 637·10⁻⁶ H/m est un henry par mètre : l’inductance de l’espace vide. Jusqu’en 2019 c’était le nombre exact 4π·10⁻⁷ ; aujourd’hui elle se mesure, et ses dernières décimales s’affinent encore.
Catalogue · unités de mesure
Une fiche pour chaque grandeur
Sept unités de base du SI, vingt-deux unités dérivées portant un nom propre et les unités hors système dont ni la technique ni la vie quotidienne ne se passent. Chacune a sa feuille : définition, conversion, instruments, règles d’écriture. En 14 langues.
Unités SI dérivées portant un nom propre
la fiche du henry est ouverteUnités de base du SI
en terre cuite — les quatre unités dont se compose le henryL’inductance dans d’autres notations
Langue de la fiche
14 langues. Le symbole H est international, mais l’écriture d’une valeur sur un schéma varie : 100µ, 100uH et 0,1mH désignent la même chose, et en traduction la fiche les ramène à une forme commune.