Il y a quelque chose d’exotique dans les feux de circulation qui « savent » que vous êtes là — à l’instant où vous vous relevez, ils changent! Comment détectent-ils votre présence ?

Certaines lumières n’ont aucune sorte de détecteurs. Par exemple, dans une grande ville, les feux de circulation peuvent simplement fonctionner sur des minuteries no quelle que soit l’heure de la journée, il y aura beaucoup de trafic. En banlieue et sur les routes de campagne, cependant, les détecteurs sont courants. Ils peuvent détecter quand une voiture arrive à une intersection, quand trop de voitures sont empilées à une intersection (pour contrôler la longueur du feu), ou quand des voitures sont entrées dans une voie de virage (afin d’activer le feu fléché).

Il existe toutes sortes de technologies pour détecter les voitures from des lasers aux tuyaux en caoutchouc remplis d’air! La technique la plus courante est de loin la boucle inductive. Une boucle inductive est simplement une bobine de fil encastrée dans la surface de la route. Pour installer la boucle, ils posent l’asphalte puis reviennent et découpent une rainure dans l’asphalte avec une scie. Le fil est placé dans la rainure et scellé avec un composé caoutchouteux. Vous pouvez souvent voir ces grandes boucles rectangulaires coupées dans le trottoir car le composé est évident.

Les boucles inductives fonctionnent en détectant un changement d’inductance. Pour comprendre le processus, regardons d’abord ce qu’est l’inductance. L’illustration sur cette page est utile.

Ce que vous voyez ici est une batterie, une ampoule, une bobine de fil autour d’un morceau de fer (jaune) et un interrupteur. La bobine de fil est un inducteur. Si vous avez lu comment fonctionnent les électroaimants, vous reconnaîtrez également que l’inducteur est un électroaimant.

Si vous deviez retirer l’inducteur de ce circuit, alors vous avez une lampe de poche normale. Vous fermez l’interrupteur et l’ampoule s’allume. Avec l’inducteur dans le circuit comme indiqué, le comportement est complètement différent. L’ampoule est une résistance (la résistance crée de la chaleur pour faire briller le filament de l’ampoule). Le fil dans la bobine a une résistance beaucoup plus faible (c’est juste du fil), donc ce à quoi vous vous attendez lorsque vous allumez l’interrupteur, c’est que l’ampoule brille très faiblement. La majeure partie du courant doit suivre le chemin de faible résistance à travers la boucle. Ce qui se passe à la place, c’est que lorsque vous fermez l’interrupteur, l’ampoule brûle vivement et devient ensuite plus faible. Lorsque vous ouvrez l’interrupteur, l’ampoule brûle très vivement puis s’éteint rapidement.

La raison de ce comportement étrange est l’inducteur. Lorsque le courant commence à circuler dans la bobine, la bobine veut créer un champ magnétique. Pendant que le champ se développe, la bobine inhibe le flux de courant. Une fois le champ construit, le courant peut circuler normalement à travers le fil. Lorsque l’interrupteur est ouvert, le champ magnétique autour de la bobine maintient le courant circulant dans la bobine jusqu’à ce que le champ s’effondre. Ce courant maintient l’ampoule allumée pendant un certain temps même si l’interrupteur est ouvert.

La capacité d’un inducteur est contrôlée par deux facteurs:

Mettre du fer dans le noyau d’un inducteur lui donne beaucoup plus d’inductance que ne le ferait l’air ou tout autre noyau non magnétique. Il existe des dispositifs qui peuvent mesurer l’inductance d’une bobine, et l’unité de mesure standard est le henry.

Donc… Disons que vous prenez une bobine de fil peut-être de 5 pieds de diamètre, contenant cinq ou six boucles de fil. Vous coupez des rainures dans une route et placez la bobine dans les rainures. Vous attachez un compteur d’inductance à la bobine et voyez quelle est l’inductance de la bobine. Maintenant, vous garez une voiture sur la bobine et vérifiez à nouveau l’inductance. L’inductance sera beaucoup plus grande en raison du grand objet en acier positionné dans le champ magnétique de la boucle. La voiture garée sur la bobine agit comme le noyau de l’inducteur et sa présence modifie l’inductance de la bobine.

Un capteur de feux de circulation utilise la boucle de la même manière. Il teste constamment l’inductance de la boucle sur la route, et lorsque l’inductance augmente, il sait qu’il y a une voiture qui attend!