bonjour a tous,
alors d'un point de vue mathematique evidemment on retrouve que le courant est en retard de 90° sur la tension grace a u(t)=L*di/dt mais
j'aimerais une explication physique et non mathematique ,
on prend juste un générateur de tension alternatif et on le met en serie avec juste une bobine , pourquoi le courant sera en retard?
la bobine génere un champ magnetique mais je ne vois pas en quoi ca va retarder le courant de 90 °
merci de votre aide
explication très réductrice , pardon aux puristes...
tu peux considérer que le courant dans une bobine respecte les lois de l'INERTIE , donc la bobine
s’oppose à la variation du courant , dans les deux sens (augmentation ou diminution)
Imaginez q'une bobine est un ressort. D'un côté du ressort vous mettez un objet, et de l'autre vous tirez. Vous remarquerez q'une tension s'applique sur le ressort puis l'objet se met à bouger.
Et bien c'est pareil en électronique. Une tension se créer avant que les électrons se mettent à bouger et vice versa, une tension inverse doit se créer pour arrêter l'objet.
C'est pourquoi, lorsqu'on coupe brutalement le courant, les inductances créent une tension inverse qui peut détruire beaucoup de composants s'il n'est pas maîtrisé: arc électrique, diode de roue libre...
Ben moi j'aime bien cette explication, c'est d'ailleurs comme ça que je le présente... Pour plus précis, il faut passer aux formules, et ne pas oublier pourquoi les anglais appellent les bobines "Self": ça vient de SELF-INDUCTANCE, ou "auto-inductance"! Le courant qui circule dans la bobine génère un flux magnétique qui se promène aux alentours mais passe évidemment par la bobine elle-même: elle baigne dans son PROPRE FLUX, et ça pourrait bien expliquer certaines choses dans le domaine temporel (retard)
Version de l'automaticien :
La tension est la cause de la variation de courant dans la bobine, la conséquence est donc en retard.
C'est le cas dual du condensateur ou le courant est la cause de la variation de tension du condensateur, la conséquence est en retard.
Pour savoir qui est cause et conséquence, il suffit de regarder la fonction de transfert qui doit avoir plus de pôles que de zéros. (degré du dénominateur supérieur au degré du numérateur)
Remarque : comme vous voulez une raison physique, il faudra peut-être déplacer ce post en physique...
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Cela s'applique aussi avec une égale perfection à une résistance entre autres....Envoyé par stefjm
Pour procéder à l'hallali et au sacrifice rituel entre initiés?Remarque : comme vous voulez une raison physique, il faudra peut-être déplacer ce post en physique...
Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.
merci pour vos reponses , en faite le champ magnetique généré par la bobine retarde l'inversion du courant , mais pourquoi 90° (1/4 de periode ) ? je ne comprends pas trop ca
ça c'est plus simple , c'est qu'à partir de 90° ( plus exactement PI.radian/2)
il y a point d’inflexion de la tension qui commence à diminuer
Non, du tout.
Pour une résistance parfaite, la tension et le courant sont parfaitement en phase.
Aucun n'est la cause de l'autre.
ou
Les deux sont la cause de l'autre.
ou mieux
Les deux sont concomitant.
Si on impose un courant à une résistance, elle donne une tension en phase.
Si on impose une tension à une résistance, elle donne un courant en phase.
Ce n'est pas vrai pour un bobine.
On ne peut qu'imposer une tension à une bobine et le courant sera en retard.
On ne peut pas imposer un courant à une bobine. (parfaite)
Pour le condensateur, c'est le cas dual :
On ne peut qu'imposer un courant à un condensateur et la tension sera en retard.
On ne peut pas imposer une tension à un condensateur. (parfait)
Je n'ai pas compris.
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
C'est liée aux propriétés des dérivées des fonctions sinus et cosinus (ou exponentielle complexe)merci pour vos reponses , en faite le champ magnetique généré par la bobine retarde l'inversion du courant , mais pourquoi 90° (1/4 de periode ) ? je ne comprends pas trop ca
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour
La tension aux bornes d'une bobine correspond à la variation du courant qui la traverse. Autrement dit, plus la tension appliquée est élevée et plus le courant varie vite, le courant augmentant lorsque la tension est positive, et diminuant lorsque la tension est négative. On a :
(avec u: la tension, i: le courant, L: le coefficient d'auto-induction de la bobine, ou inductance)
Mathématiquement parlant, la fonction représentant la tension est donc la fonction dérivée de la fonction représentant le courant. Or, pour des fonctions sinusoïdales, on a la propriété :
soit encore :
Par conséquent, pour la bobine, dans le cas particulier de tensions et courants sinusoïdaux, on a :
vérifiant :
avec :
On constate que :
- le courant i est en retard d'un quart de période (π/2 radians = 90°) sur la tension u ;
- à ce déphasage près, on a une relation de proportionnalité entre le courant et la tension, similaire à la loi d'Ohm pour les résistances. Le coefficient de proportionnalité Lω est l'impédance de la bobine (ou plus précisément, le module de l'impédance complexe, si l'on tient compte du déphasage dans ce coefficient).
"une explication physique et non mathématique"bonjour a tous,
alors d'un point de vue mathematique evidemment on retrouve que le courant est en retard de 90° sur la tension grace a u(t)=L*di/dt mais
j'aimerais ,
on prend juste un générateur de tension alternatif et on le met en serie avec juste une bobine , pourquoi le courant sera en retard?
la bobine génere un champ magnetique mais je ne vois pas en quoi ca va retarder le courant de 90 °
merci de votre aide
La question est amusante !
Quelque chose qu'on pourrait toucher, voir, sentir, une belle analogie ! Pas un truc fait avec un courant qu'on ne voit pas qui crée un champ qu'on ne voit pas non plus et dont on nous dit qu'ils sont déphasés de 90°, y disent même pas si c'est du Kelvin, du Celsius. C'est de l'enfumage, yapas d'autre explication simple !
Biname
Salut,
Il fut une époque où une chaine codée avait dans son signal vidéo trois décalages, pour rétablir l'image il y avait trois lignes à retard
Elles étaient constituées tout simplement de bobinages !!!! Une façon de voir le retard !!!!
@+
Oups... désolé, en faisant ma réponse, j'avais raté cette précision.
Malheureusement, l'explication est purement mathématique. Il faut en passer par la fonction sinus et sa dérivée pour démonter comment cela est possible, car le déphasage de 90° n'existe que dans le cas de signaux sinusoïdaux. En dehors de la propriété mathématique de la forme d'onde utilisée, il n'y a rien de physique dans ce déphasage.
Une façon "d'éviter" les sinus est de faire de la géométrie à la Fresnel.
Le courant inductif est un vecteur en retard de pi/2 sur la tension.
On peut aussi utiliser l'analogie mécanique : pour un système oscillant, il y a un déphasage de pi/2 entre la vitesse et la positon, ainsi qu'entre l'accélération et la vitesse.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
On doit pouvoir retrouver ce quart de tour (quadrature) sur les fondamentaux des signaux périodiques. (mais du coup, c'est moins évident à démontrer et à "voir".)
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Pour "voir" une quadrature entre un signal en dent de scie et un signal en peigne, par exemple, il faut au moins avoir un doctorat en capillotraction. Il paraît difficile d'en considérer les fondamentaux sans repartir du point du vue mathématique.
Oui.
C'est toute la difficuler de comprendre et/ou de décrire et/ou d'expliquer un phénomène physique en s'interdisant les outils mathématiques qui vont bien.
Autre exemple possible : deux courreurs sur une piste circulaire avec un 1/4 de tour de retard de l'un sur l'autre.
Celui qui est devant tire celui qui est en retard. (on peut imaginer une corde entre les deux.)
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Cette notion de "retard" introduite par cette façon de voir est très trompeuse car, à la place de dire le courant est en retard de pi/2, on pourrait aussi très bien dire qu'il est au contraire en avance de 3pi/2: ça ne changerait rien à la forme des ondes. Dans le contexte de la loi de lenz, il n'y a aucun retard "pur" qui est mis en évidence: un changement de la tension induit immédiatement un changement du courant et vice-versa. A la place de retard, il serait plus adéquate de parler "d'inertie", vu que la formulation de la loi de lenz se rapproche énormément de la formulation du principe fondamental de la dynamique(F=m.dv/dt) et que c'est de là que vient sans doute, à l'origine, cette interprétation du "retard". On se rend compte alors que c'est le caractère d'intégrale mathématique du courant vis à vis de la tension qui fait que les variations du courant semble dépendre des valeurs instantanées de la tension. Avec cette inertie(et non retard), on voit aussi que sa traduction mathématique est aussi responsable du fait que le courant dans une bobine ne peut jamais subir de discontinuité(ce qui supposerait autrement une tension infinie à ses bornes).bonjour a tous,
alors d'un point de vue mathematique evidemment on retrouve que le courant est en retard de 90° sur la tension grace a u(t)=L*di/dt mais
j'aimerais une explication physique et non mathematique ,
on prend juste un générateur de tension alternatif et on le met en serie avec juste une bobine , pourquoi le courant sera en retard?
la bobine génere un champ magnetique mais je ne vois pas en quoi ca va retarder le courant de 90 °
merci de votre aide
Dernière modification par b@z66 ; 21/03/2014 à 20h27.
La curiosité est un très beau défaut.
Bonsoir,
Comme vient de le dire B@zz66, l'analogie élec / méca considère plutôt la bobine comme une masse. Le ressort est le pendant du condensateur.
C'est peut-être une bonne manière de se représenter les choses, car nos sens ont un accès direct à un ressort ou à une masse (plus difficile pour le courant et la tension...), mais il faut bien voir que cette analogie a été construite par similitudes des équations, après coup : l'explication "physique", ou plutôt accessible à nos sens, est une conséquence des similitudes mathématiques.
C'est plutôt déphasage de pi/2 entre force et vitesse pour une masse. Tension <=> force et courant <=> vitesse.
Quant à savoir qui précède qui en se basant sur les dérivées ou intégrales, je trouve aussi cela délicat (c'est certainement la raison de ton "semble").
Si on prend l'élec, la résistance joue un rôle de pivot :
- résistance => proportionnalité U / I
- condo = > division par jw
- self => multiplication par jw
Si on prend la méca, la variable de base est souvent la position, c'est donc le ressort qui joue un rôle central :
- ressort => proportionnalité force / déplacement
- amortisseur => multiplication par jw
- masse => multiplication par (jw)^2
Donc la force serait toujours en avance sur tout le monde.
Etant plus mécanicien (et encore...) qu'électronicien, j'ai tendance à considérer que la cause est toujours la force. L'analogue de la force en élec, c'est la tension, donc conclusion simpliste : la tension est toujours cause de tout.
Pour aller un peu plus loin : la cause, c'est la force exercée sur les électrons. Donc le champ électrique et / ou la combinaison d'une vitesse et d'un champ magnétique. Un champ électrique, c'est dû à une certaine répartition de particules chargées (de la tension, quoi). Le champ magnétique, pour aller au plus court, c'est relié à un courant.
Conclusion : le courant en tant que flux d'électrons est une conséquence du champ électrique (donc de la tension) et / ou du champ magnétique (donc d'autres courants).
Tout cela pour dire qu'on pourra toujours trouver de bonnes raisons de penser que courant ou tension sont respectivement causes de l'un ou de l'autre.
Bobine et condensateur parfaits sont des concepts issus d'une idéalisation. Dans ce cadre, ils ne sont représentés que par leur formalisme, en l’occurrence mathématique. Les mathématiques s'accordant souvent très bien des infinis et des discontinuités, ne peut-on pas alors considérer qu'on peut imposer ce qu'on veut à une bobine parfaite, ou ce qu'on veut à un condensateur parfait ? Dans ce cas, pourrait-on gérer les infinis impliqués "proprement" ? Exemple de la bobine à qui on impose un courant continu : la tension devient proportionnelle au temps, donc infinie uniquement au bout d'un temps infini. Ca ne me paraît pas vraiment gênant. Ou bien exemple de la bobine à qui on impose brusquement un courant, partant de zéro : puisqu'on s'autorise une discontinuité de courant dans le modèle, qu'est-ce qui nous empêche d'autoriser une tension infinie ?
Au final, je crois que c'est l'explication "simpliste" de PIXEL que je préfère : la bobine s'oppose aux variations de courant (loi de modération), ce dernier se voit donc retardé dans son action.
Dernière modification par phuphus ; 22/03/2014 à 00h32.
C'est pourtant ce qu'il y a de plus efficace.
Les signaux causes sont ceux qui sont intégrés pour donner les signaux conséquences.
Ici : 1/(L.p) est la fonction de transfert de la bobine, cause tension, conséquence courant.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fonctio...n_de_transfert
Oui.
Dit autrement :
Force, divisée par m donne accélération, intégrée (1/jw=1/p) donne vitesse, intégrée (1/p) donne position.
Je ne suis pas d'accord. (Je suis plus électronicien que mécanicien...)
En particulier pour le condensateur, c'est le courant qui charge le condensateur, courant qui est cause et par intégration (1/(C.p)) on a la tension conséquence.
Cela donne :
Tension divisée par L.p donne courant divisée par C.p donne tension.
Ce n'est pas tout à fait pareil qu'en mécanique.
La résistance est la proportionnalité entre courant et tension (d'un coté C et de l'autre L).
Oui, mais pas aux bornes des mêmes composants.
On peut mais cela va nous emmener un peu loin à mon avis.
La dérivée de l'échelon, c'est l'impulsion de Dirac, ie énergie finie, valeur infinie pendant un temps nul.
Tout le monde utilise sans le savoir des systèmes qui ont une réponse impulsionnelle impulsionnelle : La résistance et l'amortisseur ont une réponse impulsionnelle impulsionnelle : Ils réagissent instantanément tous les deux. (ce qui n'est pas physique...)
Par contre, il me semble que tu as merdé ton exemple de bobine à courant imposé. (En tout cas, je ne suis pas d'accord avec toi!)
Une bobine qui a un courant en rampe a une tension constante à ses bornes. On lui impose la tension et pas du tout le courant.
Le courant part à l'infini si on ne remet pas une tension nulle sur la bobine.
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonjour,
Un mois plus tard : en effet, grosse gourance.
J'ai bien saisi la manière dont tu considères les choses : grandeur intégrée = cause. N'empêche, ça me turlupine quand même. Est-ce une considération mathématique ou physique ? Compte tenu de tes interventions, j'ai du mal à saisir cela.
Es-tu d'accord pour dire que ça, c'est une considération physique ?
et ça une considération mathématique ?
En fait, ce que j'aimerais savoir, c'est si tu pars de "c'est le courant qui charge le condensateur" pour en déduire que la grandeur intégrée est la cause, ou bien s'il y a une bonne raison de considérer en soi une grandeur intégrée comme cause.
Bonsoir phuphus,
Oui, puisqu'il y a des termes de physique d'un coté et des termes de mathématiques de l'autre.
Pour moi, il y a une bonne raison pour considérer en soi une grandeur intégrée comme cause.
La raison physico-mahématique est la causalité qui est reflétée par le nombre d'intégration.
Pour une équations différentielles, il y a toujours plus de dérivées sur les conséquences que sur les causes.
C'est un principe qui n'a jamais trahi un automaticien.
Quelques références
Traduction de l'équation différentielle en
1) Bond Graph : Il n'existe à priori pas de système physique à causalité dérivée.
web.cluny.ensam.fr/sites/EEA/BG/BG2%20Causalite%20C.ppt
2) Fonction de transfert :
Le cas où D°N>D°D ne se rencontre jamais en pratique, car une entrée discontinue provoquerait la destruction du système. Le cas D°N=D°D est exceptionnel : il correspond à un système « sans inertie ».
http://fr.wikipedia.org/wiki/Fonctio...n_de_transfert
Si on se fait un back in time 2008, j'en avait parlé sur FSG à propos d'une inductance. (pour le condensateur, c'est le dual)
http://forums.futura-sciences.com/el...me-etabli.html
et la suite suite à fermeture du précédent...
http://forums.futura-sciences.com/el...nce-suite.html
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Pas tout lu les interventions, d'ailleurs je ne suis plus compétent en théorie. Il y a une époque ou après mes études en électronique, j'avais essayé de comprendre le pourquoi de ce déphasage courant/ tension que l'on pouvait visualiser sur l'écran d'un oscilloscope.
Au final on va jusqu'à la mécanique quantique qui est un concept humain pour interpréter l'organisation de la matière, car au final le courant, la tension n'est autre qu'une circulation de particules.
J'avais abandonné car ce n'était pas à ma portée.
Bonsoir stefjm,
OK, bien reçu !
A la page 4, Gilles écrit, pour la forme, une équation de causalité intégrale et une équation de causalité différentielle. Et en effet, à la fin de la page, il ajoute qu'il n'existe pas à priori de système physique connu à causalité dérivée.
Si je comprends bien, Gilles envisage donc que mathématiquement, on puisse dériver une cause pour arriver à l'effet, mais qu'il ne connaît pas de cas pratique. Cela ne veut pas dire que toute formulation intégrale est forcément causale, ça ressemble à un biais de cygne noir.
Deux exemples de physique à causalité dérivée :
- Loi de Faraday
- Vitesse de l'extrémité libre d'un ressort parfait sur laquelle on impose une force (kivabien : continue, dérivable, toussa,toussa)
Une fonction de transfert dont D°N>D°D est globalement "dérivative", la courbe en fréquentiel est donc montante et la moindre discontinuité ou le moindre bruit de font amènent à une amplitude infinie. C'est donc un critère de pseudo-stabilité plutôt que de causalité, non ? A moins que tu n'associes implicitement les deux :
Causalité et instabilité
Merci pour ce rappel ! J'avais ces deux fils en tête pour la présente discussion (j'avais même le premier ouvert dans un onglet lorsque je me suis planté à ma réponse #20...)
Bonsoir Senide,
Merci pour ton intervention. Je pense qu'ici, le cadre est bien plus restrictif. On se contente des lois de Newton pour la méca, et des lois de Kirchoff pour l'élec. Il n'est pas question d'aller titiller des particules, mais de considérer la causalité uniquement dans le cadre simple des lois citées.
Ohm, pardon.
Bonsoir Phuphus,
En physique continue, c'est quand même pas terrible les réponses impulsionnelles infinies. (C'est ce qui se passe si la fonction de transfert a une partie entière : 1 a pour original le dirac, p la dérivée du dirac, etc...)
J'en ai fait une modélisation intégrale :
http://forums.futura-sciences.com/ph...-i2-b3-i4.html
http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post3857370
En modélisant avec une boucle d'asservissement (loi de Newton et loi de Hook), il doit y avoir moyen de faire apparaitre une FT de type p/(1+T.p) avec T petit.
En général, la stabilité est donnée par le signe de la partie réelle des pôles.
Les zéros n'ont rien à voir avec la stabilité : Il ne modifie que l'attaque de la réponse.
La discussion avec B@ez66 avait été très instructive.
Cordialement.
Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
Bonsoir stefjm,
le suite ici.
Bonjour,
une bobine est constitué de fil, plus la bobine est grosse, plus le fil est long, donc même si le courant est rapide, il fini quand même par prendre du retard, logique, non ?
Dernière modification par DAT44 ; 30/05/2014 à 08h08.
