Question débile sur les électroaimants

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Bonsoir,

Une question me vient à l'esprit, elle est sans doute assez... simple. Mais
je la pose quand même, car le magnétisme, c'est pas trop mon domaine. En
plus, elle m'est venue en rebobinant.

Avec un solénoïde donné, la force du champ magnétique (notée H je crois) est
bien proportionnelle au courant multiplié par le nombre de spires (en
Ampères-Tours), n'est-ce pas ? La tension est nécessaire pour vaincre la
résistance du fil, mais c'est tout, en tout cas en régime établi ("force
contre électromotrice" nulle, et tout ça).

Dans ce cas, imaginons que l'on coupe le fil en deux, mais qu'on alimente
chaque moitié chacun avec un générateur de tension laquelle est moitié
moindre, afin de garder le même courant, car la résistance sur chaque moitié
de fil est deux fois plus faible. On devrait avoir exactement le même champ
magnétique. Rien n'a changé.

Maintenant, on alimente les deux parties avec le même générateur. Comme le
courant dans chaque moitié n'a pas changé et que chaque moitié est
parfaitement isolée de l'autre mis à part par le générateur, pas de problème,
rien ne change. On a donc le même nombre de tours, avec le même courant.

Ma question est... Dans ce cas là, qu'est-ce qui fait que deux fils en
parallèle fait deux fois plus de champ qu'avec un seul fil de résistance
équivalente ? Qu'est-ce qui nous empêche de bobiner avec du fil de Litz ?

--  
cLx
http://clx.freeshell.org/

Re: Question débile sur les électroaima nts
Le 06/12/2012 19:38, *cLx* a écrit fort à propos :
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Bonsoir,

Qu'est-ce qui te fait penser ça ? Qu'un même courant emprunte un seul fil ou  
soit partagé dans deux fils ou un nombre quelconque de fils, il concoure  
pareillement à la création du même champ. Le nombre d'ampères-tours reste le  
même.

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Rien, si ce ne sont principalement le prix et l'absence d'intérêt. :-)


Re: Question débile sur les électroaima nts
On 06/12/2012 20:33, geo cherchetout wrote:
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Je vais formuler autrement : est ce que deux fils bobinés en parallèle sur la
même source de tension ne comptent comme deux fois plus de spires ou pas ?

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Re: Question débile sur les électroaima nts
Le 06/12/2012 20:54, cLx a écrit :
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Oui, ils comptent pour deux spires.

Mais tu ne pourras faire passer que la moitié du courant dans chacun !



Re: Question débile sur les électroaimants
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même source de tension ne comptent comme deux fois plus de spires ou pas ?

Tu a deux bobinages sur le même noyau, donc les nombres de spires  
s'ajoutent.


Quand a dire la même source de tension c'est la dans le détail qu'est le  
piège.

Que tes deux bobinages soit en parallèle ou en série le nombre de spires  
équivalents ne va pas bouger. Par contre la résistance de l'ensemble ne sera  
pas du tout la même, avec un rapport de 4 entre les deux. Si tu est a  
tension égale le courant sera aussi dans un rapport de 4 comme le champ  
magnétique.

Mais quelle que soit la configuration de ton bobinage, si tu est a courant  
global constant tu sera a champ constant pour N tours, que N soit d'une  
pièce ou de plusieurs morceaux consécutifs, soit en série, soit en parallèle  


Re: Question débile sur les électroaimants
"cLx" :

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Je ne comprends pas la situation que tu décris :
où sont passés le champ magnétique et le courant ?

La tension n'entre pas en compte pour le champ
 magnétique qui n'est proportionnel qu'au courant.
 (et au nombre de spires, à la perméabilité du milieu,
 à la configuration de la bobine (longueur, etc) )

Si j'essaie quand même de visualiser ta manip,
 j'imagine (mais je peux me tromper) deux bobines
 alimentées par la même source de courant;
 (soit en série, soit en parallèle)
Si on néglige leurs résistances ohmiques,
 qu'on admet que les deux courants sont égaux,
 que les nombres de spires respectifs sont M et N
 alors les deux champs seront de rapport M/N.

Est-ce que ta question est de savoir si ces deux
bobines sont équivalentes à une seule ayant M+N spires ?

Re: Question dbile sur les lectroaimants
Le Thu, 06 Dec 2012 12:29:51 -0800, Jean-Christophe a écrit :

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il ne faut pas s'arrêter a la description détaillée: il y a deux bobines  
alimentées de façon indépendantes, elle sont parcourues par un courant i.

Si tu les alimentes par une source de tension commune, cette source de  
tension va délivrer 2xi, chaque bobinage reçoit alors sa ration de i.

--  

http://www.youtube.com/watch?v=WhPvEJBCgHE

    Philippe Vessaire  Ò¿Ó¬

Re: Question débile sur les électroaimants
On 06/12/2012 21:41, Philippe wrote:
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J'avais écrit :
"mais qu'on alimente chaque moitié chacun avec un générateur de tension
laquelle est moitié moindre, afin de garder le même courant, car la
résistance sur chaque moitié de fil est deux fois plus faible. "


Re: Question dbile sur les lectroaimants
Le Thu, 06 Dec 2012 19:38:15 +0100, cLx a écrit :

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parce que le courant sera doublé, chaque bobine recevant le courant du  
cas initial.




--  

http://www.youtube.com/watch?v=WhPvEJBCgHE

    Philippe Vessaire  Ò¿Ó¬

Re: Question débile sur les électroaimants
On 06/12/2012 21:11, Philippe wrote:
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Je prend donc ça pour un oui (dans mon exemple du début j'avais réduit la
tension de mon générateur hypothétique de moitié afin de compenser la
division de la résistance du fil par deux).

Maintenant, quelle est la différence entre :

- ces deux fils bobinés conjointement : oo
- un fil plus gros "équivalent" :       O

Je comprend pas pourquoi dans un cas ça comte pour deux spires, et dans
l'autre cas, pour une seule. A courant total égal bien sûr.

D'où l'allusion aux fils de Litz à la fin, avec un seul tour on pourrait
faire N spires équivalentes ? ;) Je pense que quelque chose m'échappe.

Re: Question dbile sur les lectroaimants
Le Thu, 06 Dec 2012 21:52:13 +0100, cLx a écrit :

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C'est le courant qui génère le champ, lié au nombre de spires...
Rien d'autre.

Tu alimentes comme tu veux du fil de la section que tu veux, la formule  
de base est inchangée.
sortie de mon vieux grimoire: champ=1,256*n*i/l
n nombre de tour, l longueur de la bobine

En posant la formule, tout devrait devenir plus clair selon les éléments  
que tu peux changer.

--  

http://www.youtube.com/watch?v=WhPvEJBCgHE

    Philippe Vessaire  Ò¿Ó¬

Re: Question débile sur les électroaimants
Philippe avait énoncé :
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n nombre de spire _par_ mètre.

C'est le théorème d'Ampère sur une grande boucle (C) passant à  
l'intérieur du solénoïde où le champ est considéré constant et se  
refermant "à l'infini" très loin du solénoïde. Dans la formule citée on  
considère le champ nul à l'extérieur (pas d'effets de bord et tout le  
trallala).

integrale_sur_C H dL = N i où N est le nombre de spires.
Soit avec B=mu0 H :
B/mu0 x L = N i  --> B = mu0 N i / L
Le champ est proportionnel au courant total Ni.

Même champ donc si on fait 2N x i/2 par exemple.



Re: Question débile sur les électroaimants

Philippe avait énoncé :
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C'est le théorème d'Ampère sur une grande boucle (C) passant à  
l'intérieur du solénoïde où le champ est considéré constant et se  
refermant "à l'infini" très loin du solénoïde. Dans la formule citée on  
considère le champ nul à l'extérieur (pas d'effets de bord et tout le  
trallala).

integrale_sur_C H dL = N i où N est le nombre de spires.
Soit avec B=mu0 H :
B/mu0 x L = N i  --> B = mu0 N i / L
Le champ est proportionnel au courant total Ni.

Même champ donc si on fait 2N x i/2 par exemple.



Re: Question débile sur les électroaimants
On 6 déc, 21:52, cLx :

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Le courant total étant le même dans les deux cas,
l'intensité du champ magnétique sera la même.

(considère un fil composé d'un unique conducteur
de section S parcouru par un courant I,
et un fil de Litz composé de K conducteurs de
section S/K chacun parcouru par un courant I/K)

Pour réaliser ce que tu proposes, il faudrait
que *chacun* des brins du fil de Litz soit parcouru
par le *même* courant qui circule dans le 1er fil:
l'intensité du champ sera N fois plus grande.

Re: Question débile sur les électroaimants
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Correction :

... l'intensité du champ sera K fois plus grande.

Re: Question débile sur les électroaima nts
On 06/12/2012 23:44, Jean-Christophe wrote:
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Donc, une spire de fil de Litz, composée de K fils en // et traversée  
globalement par un courant I identique au courant traversé par le fil  
normal, comptera quand même pour une seule spire de fil normal.

Je crois comprendre le truc maintenant, on s'en fout que les spires  
soient électriquement isolés les unes des autres, sauf si on bobine "en  
série", pour que le même courant puisse "servir plusieurs fois", car  
dans ce cas là il faut bien que les spires soient isolés, mais  
uniquement pour des raisons électriques.

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Re: Question débile sur les électroaimants
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soient électriquement isolés les unes des autres, sauf si on bobine "en
série", pour que le même courant puisse "servir plusieurs fois", car
dans ce cas là il faut bien que les spires soient isolés, mais
uniquement pour des raisons électriques.


D'un point de vue pratique si chaque brin de ton fil de litz n'est pas isolé  
cela voudra dire que le fil lui même ne le sera pas non plus donc problème  
pour faire un bobinage a spires jointives comme tu l'évoquais. Bon, on peux  
faire aussi un bobinage avec du vvf  ou du ky. De tout façon le gros intérêt  
du fil de litz c'est pour l'effet de peau et il faut donc que les brins  
soient isolés, a la limite a une tension de claquage moins importante que  
celle du fil en entier.  


Re: Question débile sur les électroaima nts
On 10/12/2012 11:46, JP wrote:
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... Que ce n'est pas du fil de Litz dans ce cas ;)

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Oui bien sûr. Mais c'était pas à la base pour une réalisation, c'était pour
bien comprendre un point qui m'échappait sur la définition de "spire", en somme.

Re: Question débile sur les électroaimants
On 10 déc, 19:59, cLx :

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Un p'tit mot vite fait en passant ...

Je me demandais comment obtenir en pratique
un champ magnétique relativement élevé,
et imaginais utiliser une bobine de fil
directement telle qu'elle est vendue,
genre 300 mètres de fil de 1 mm2.
Vite fait (et sauf erreur de ma part)
si on admet que la bobine fait 20 cm
de long avec un rayon moyen de 16 cm,
pour 10 A le champ vaut 0,0188 Tesla
ce qui ne me semble pas si terrible,
vu les chiffres optimistes utilisés.
( un vendeur de hi-fi pourra toujours
  se consoler en annoncant 188 Gauss ;o)

Le problème est évidemment la perméabilité
de l'air qui est trés faible, mais bon,
comment obtenir un champ élevé dans l'air,
voilà bon sujet de thread pour phosphorer ...

Re: Question débile sur les électroaima nts
On 10/12/2012 21:21, Jean-Christophe wrote:
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Avec de l'air, vaut mieux faire une bobine plate, évidemment ...

D'ailleurs j'ai une anecdote. Il y a très longtemps, j'avais enterré 100m de
fil en 1,5mm², et pour des raisons de commodité, j'avais pas fait une ligne
droite, mais un angle droit, comme les deux coté normaux d'un triangle
rectangle. Et pour des raisons d'économie, j'utilisais la terre comme retour.

Et bien avec cette surface, quand je sonnais la liaison au multimètre
(numérique!), l'induction était bien suffisante pour me donner des coups de
bourre dans les pattes.

--  
cLx

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