Circuits résonnants et transmission sans fil

[CaptainElec]

Bonjour à tous. Ma curiosité m'amène aujourd'hui à m'interroger sur certains points soulevés dans cette vidéo de Incroyables Expériences : https://www.youtube.com/watch?v=-jl7KY4UftE

Ils ont beau expliquer simplement le principe de la résonance (Le condensateur et la bobine s'échangent de l'énergie), je ne vois pas en quoi la résonance permet ici à la charge d'absorber plus d'énergie que dans le cas où le condensateur est absent. Ils parlent d'investissement, cela signifie si je comprends bien que l'énergie fournie par la bobine est stockée dans le condensateur qui la restitue ensuite à la charge, mais s'il n'y avait pas de condensateur, la même quantité d'énergie serait directement fournie à la charge par la bobine logiquement ??

Dans le cas d'un circuit RLC où le condensateur est dans l'état initial chargé en tension continue, je pense savoir ce qu'il se passe exactement :

- Le condensateur se décharge à travers la bobine et au moment où le courant est censé s'annuler (Comme dans un circuit RC), la bobine force le courant à continuer à circuler et le condensateur se charge donc en négatif
- Lorsque la bobine a restitué toute son énergie, le condensateur prend de nouveau le relais et se recharge (Ou se décharge en négatif) et lorsque la tension à ses bornes s'annule, la bobine force de nouveau le courant à circuler
- ...

Est-ce que le principe est le même pour la résonance ?? Le cas semble plus compliqué à étudier car le circuit n'est plus soumis à une tension continue mais sinusoïdale.
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[QuentinC]

Salut,

Essaie de voir ça comme une balançoire, qui a de l'énergie.
Premier cas: sans alim, ça correspond à une balançoire sans personne pour la pousser.
Elle deux énergies qui s'alternent: potentielle et cinétique.
Elle part d'un point haut à l'arrêt => condensateur chargé, en descendant elle perd sa hauteur mais prends de la vitesse => le condensateur se décharge dans la bobine et ensuite elle remonte.

Petit à petit les frottements vont faire qu'elle va ralentir, l'énergie se perd.

Si tu as un générateur, c'est le gentil papa qui pousse la balançoire !
Si il pousse au bon moment, il va pouvoir lui donner un tout petit peu plus de vitesse.
Au final ta balançoire va monter de plus en plus haut, et aller de plus en plus vite ! Dans ce cas on dit que la balançoire a une fréquence de résonance, et il faut la pousser sur cette même fréquence pour qu'elle accélère !

Pour ton circuit c'est pareil, si tu l'alimentes avec la bonne fréquence, la tension max va monter petit à petit !

[HAYAC]

Bonjour,

Plusieurs commentaires avant tout :
- cette vidéo n'a rien de nouveau (j'ai expérimenté cela il y à déjà 30 ans), les constructeurs (Portable, Brosse à dent ... utilise ce principe depuis long temps et enfin équipper les route de ce système est stupide ... Bref.
- cette vidéo (cette expérience) revient régulièrement sur ce forum (on va finir par considérer cela comme de la pub).

Pour ce qui est de vos questions :
- le signal transmis à la bobine émettrice est un signal carré non sinusoïdal.
- le condensateur est un condensateur non polarisé donc pas de positif ou négatif (plus exactement les deux par alternance).
- ce condensateur permet le maintient de tension lors des passages vers le point zéro de la courbe, même principe que les condensateurs à la sortie d'un pont de diode pour la régulation de la tension et le lissage de la courbe (c'est un tampon).

Cordialement,

[f6bes]

Bonjour à tous. Ma curiosité m'amène aujourd'hui à m'interroger sur certains points soulevés dans cette vidéo de Incroyables Expériences : https://www.youtube.com/watch?v=-jl7KY4UftE

Ils ont beau expliquer simplement le principe de la résonance (Le condensateur et la bobine s'échangent de l'énergie), je ne vois pas en quoi la résonance permet ici à la charge d'absorber plus d'énergie que dans le cas où le condensateur est absent. Ils parlent d'investissement, cela signifie si je comprends bien que l'énergie fournie par la bobine est stockée dans le condensateur qui la restitue ensuite à la charge, mais s'il n'y avait pas de condensateur, la même quantité d'énergie serait directement fournie à la charge par la bobine logiquement ??

Dans le cas d'un circuit RLC où le condensateur est dans l'état initial chargé en tension continue, je pense savoir ce qu'il se passe exactement :

- Le condensateur se décharge à travers la bobine et au moment où le courant est censé s'annuler (Comme dans un circuit RC), la bobine force le courant à continuer à circuler et le condensateur se charge donc en négatif
- Lorsque la bobine a restitué toute son énergie, le condensateur prend de nouveau le relais et se recharge (Ou se décharge en négatif) et lorsque la tension à ses bornes s'annule, la bobine force de nouveau le courant à circuler
- ...

Est-ce que le principe est le même pour la résonance ?? Le cas semble plus compliqué à étudier car le circuit n'est plus soumis à une tension continue mais sinusoïdale.

Bjr à toi,
Commence par t'oter de l'idée d'un échange d'énerrgie entre condensateur et bobine.
D'un coté tu as un "émetteur" ( d'une certaine puissance) quirayonne sur une certaine fréquence.

Si tu constitues un "récepteur" qui est sur LA MEME fréquence que l la partie émission il ya le maximum
de récupération de l'énergie émise par la boucle "émission".
Si ta boucle de réception n'est pas sur la meme fréquence, le signal reçu est fortement atténué.
La boucle et SON condensateur (récpetion) forme un circuit RESONNNANT LC sur une fréquence F ( celle de l'émission).

Si ta boucle et son condo ( réception) sont HORD de la fréquence d'émission tu ne captes pas grand chose....ou rien.

Le courant CONTINU n'a rien à voir dans cette histoire. Tout se passe en courantALTERNATIF.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[CaptainElec]

Merci, belle analogie, c'est plus clair !

Donc si je comprends bien, dans le cas d'un circuit résonnant (Admettons une bobine (Inductance parfaite + résistance) en parallèle avec un condensateur), le générateur fournit de la puissance supplémentaire, efficace si elle est en phase avec les oscillations dues à l'échange d'énergie entre bobine et condensateur et de même fréquence (Le gentil papa ^^).

C'est donc comme ça que ça fonctionne dans la vidéo ? Mis à part qu'ici, le gentil papa n'est autre que l'inductance soumise au flux magnétique ?

Merci pour ton explication en tout cas !

[invite03481543]

Bonjour,

je t'invite à visiter l'excellent travail de Tropique sur ce sujet dans la section des projets:

http://forums.futura-sciences.com/pr...ess-power.html

Tu y trouveras tes réponses.
@+

[CaptainElec]

Oulà ! C'est très complexe ! Comment l'auteur sait-il qu'il faut attaquer la self avec un signal carré, la faire résonner ... ?? Ça sent l'expérience

[HAYAC]

Pas forcément l'expérience vue son age,
Je dirais plutôt l’expérimentation ou la simple copie (merci internet)
Ce n'est tout de même pas de la haute technologie et je serait surprise qu'il est modélisé son montage et qu'il soit passé par la case calcul.
(Simple avis personnel, ceci dit, je l'encourage à continuer ses expérimentations et ses recherches...).

[CaptainElec]

Chacun a droit à son point de vue

[gienas]

Bonjour à tous

Pas forcément l'expérience vue son age,
Je dirais plutôt l’expérimentation ou la simple copie (merci internet)
Ce n'est tout de même pas de la haute technologie et je serait surprise qu'il est modélisé son montage et qu'il soit passé par la case calcul ...

Hum! Je pense que c'est exactement tout le contraire de ces affirmations gratuites.

Puisqu'il est question de Tropique, qui a "habité" le forum quelques années et y a pris une part très active, je peux affirmer que son approche était avant tout théorique, avec calculs à l'appui, puis une solide expérimentation. C'est alors qu'il publiait ici ses résultats, avec un côté didactique peu commun.

Son travail professionnel ne lui laissant plus assez de temps à "nous" consacrer, il a dû prendre le large.

Il n'est pas dit qu'il ne reviendra pas, un jour ...

[antek]

Hum! Je pense que c'est exactement tout le contraire de ces affirmations gratuites.
Puisqu'il est question de Tropique, . . .

J'ai compris que HAYAC parlait des gamins de la vidéo du 1er post.

[Antoane]

Bonsoir,

Pour ajouter à ce qui a été dit : l'utilisation de la résonance permet d’accroître de champ magnétique généré sans pour autant consommer d'avantage d'énergie sur l'alimentation.
L'énergie captée par le secondaire est fonction du champ émis par la bobine, i.e. des variations de courants dans l'inductance, i.e. de l'énergie circulant dans la bobine. Avec le phénomène de résonance, l'échange d'énergie entre L et C fait que davantage d'énergie transite dans L, donc davantage d'énergie est captée par le secondaire. Cet échange se fait (presque) sans perte, ce qui signifie que l'alimentation ne doit redonner au résonateur que l'énergie perdue (pertes diverses et énergie transmise au secondaire).
Pour reprendre l'exemple de la balançoire : Disons que plus je vais haut plus je transmet d'énergie au secondaire. Pour autant, papa n'a pas besoin de me repousser fort fort pour que j'aille haut à chaque coup, il suffit de donner un peu d'énergie, " l'élan " (i.e. l'énergie me restant à la fin du cycle précédent) faisant le reste. Ce peu d'énergie, c'est celui que j'ai donné à la charge (perte par frottements dans la liaison avec le portique, frottements de l'air...)


@F6bes : avec ce montage, il n'y a (presque) pas de rayonnement : seul un champ magnétique est émis, avec une composante électrique (Maxwell oblige) assez minime, en raison notamment de la basse fréquence de commutation (et du type d'antenne employée ?).
Cf. Post 12 : http://forums.futura-sciences.com/pr...ml#post3507681
La différence est importante : lorsque la puissance est rayonnée, elle est émise, elle quitte la source. Elle est alors ou bien absorbée par le récepteur ou bien perdue. Ce n'est ici pas le cas : seule l'énergie absorbée par un récepteur quitte effectivement la source. Ex. La puissance consommée par l'émetteur de Radio France (=rayonnant) est constante, indépendante du nombre d'auditeur, alors que ce n'est -idéalement- pas le cas avec ce montage.
Corollaire : l'écoute du Kungliga Filharmonikerna sur radio classique n'est pas (peu) dérangée par le montage proposé par Tropique (bien davantage par celui proposé dans la vidéo) :

- le signal transmis à la bobine émettrice est un signal carré non sinusoïdal.

Ouai, je ne vois pas pourquoi ils ont retiré la bobine "d'arrêt/ballast", en série avec l'alim...


Fun fact : Tropique les a aidé à mettre au point ce montage (ou en tout cas à le comprendre, on ne va pas lui mettre ce design sur le dos )

[CaptainElec]

l'alimentation ne doit redonner au résonateur que l'énergie perdue (pertes diverses et énergie transmise au secondaire).
Pour reprendre l'exemple de la balançoire : Disons que plus je vais haut plus je transmet d'énergie au secondaire. Pour autant, papa n'a pas besoin de me repousser fort fort pour que j'aille haut à chaque coup, il suffit de donner un peu d'énergie, " l'élan " (i.e. l'énergie me restant à la fin du cycle précédent) faisant le reste. Ce peu d'énergie, c'est celui que j'ai donné à la charge (perte par frottements dans la liaison avec le portique, frottements de l'air...)

Donc si je comprends bien, l'alimentation permet de compenser les pertes, papa évite que la balançoire finisse par s'immobiliser.
Je te demande de me corriger si je me trompe mais je vais te faire part de diverses hypothèses qui me sont venues :

- Prenons un circuit RLC dont le condensateur est initialement chargé. Lorsque ce dernier se décharge à travers la bobine, on sait que sa tension va osciller jusqu'à ce que les oscillations s'amortissent à cause des pertes. Est-ce que ce sont ces pertes que l'apport d'énergie dans un circuit résonnant compense ? Est-ce que j'ai raison de faire le lien entre un circuit RLC sans générateur et un circuit résonnant ?
- Je sais qu'un circuit résonnant est purement résistif à la résonance, est-ce que c'est dû au fait que le condensateur et la bobine s'échangent la même quantité d'énergie (Ce qui n'est pas le cas d'un circuit RLC sans générateur) et donc se "compensent" ?

Voilà, j'ignore si je dis des bêtises ou non, merci en tout cas pour ton aide

[gienas]

Bonjour à tous

Je ne fais que passer en coup de vent (qui manque beaucoup, en ce moment )

J'ai compris que HAYAC parlait des gamins de la vidéo du 1er post.

Alors, j'ai mal compris et je m'en excuse.

Un moyen très simple d'éviter ce type de méprise, c'est l'usage de la fonction citation, qui permet de définir ce à quoi on répond.

[f6bes]

Donc si je comprends bien, l'alimentation permet de compenser les pertes, papa évite que la balançoire finisse par s'immobiliser.
Je te demande de me corriger si je me trompe mais je vais te faire part de diverses hypothèses qui me sont venues :

- Prenons un circuit RLC dont le condensateur - Je sais qu'un circuit résonnant est purement résistif à la résonance, est-ce que c'est dû au fait que le condensateur et la bobine s'échangent la même quantité d'énergie (Ce qui n'est pas le cas d'un circuit RLC sans générateur) et donc se "compensent" ?

Remoi,
Un cicuit RESONNANT peut etre réalisé avec n'importe quelle valeur de self ou de condensateur.
Suffit que l'ensemble L+C soit sur la F voulue.
Je m'explique la valeur de FREQUENCE peut tout aussi bien etre obtenu par l= 10 et C= 1 pour F= 11
ou L=8 et C= 3 ou L= 1 et C= 10.
Dans tous les cas on est à la RESONNANCE sur la Fréquence F.
( j'ai volontairement " simplifé" pour désigner la valeur F)

Bon WE

[Antoane]

Bonjour,

Donc si je comprends bien, l'alimentation permet de compenser les pertes, papa évite que la balançoire finisse par s'immobiliser.

- Prenons un circuit RLC dont le condensateur est initialement chargé. Lorsque ce dernier se décharge à travers la bobine, on sait que sa tension va osciller jusqu'à ce que les oscillations s'amortissent à cause des pertes.

Oui.

Est-ce que ce sont ces pertes que l'apport d'énergie dans un circuit résonnant compense ?

Oui, auxquelles s'ajoute éventuellement l'énergie cédée au secondaire (le récepteur induit).

Est-ce que j'ai raison de faire le lien entre un circuit RLC sans générateur et un circuit résonnant ?

C'est sans doute question de vocabulaire et de contexte, mais, en l'état, c'est, pour moi, la même chose.
Ou presque : un oscillateur sinus LC entretenu oscillera à sa fréquence propre (1/(2pi*sqrt(LC))) tandis qu'un RLC en oscillations amorties (régime libre) oscillera à une fréquence légèrement décalée, fonction du facteur de qualité.

- Je sais qu'un circuit résonnant est purement résistif à la résonance, est-ce que c'est dû au fait que le condensateur et la bobine s'échangent la même quantité d'énergie (Ce qui n'est pas le cas d'un circuit RLC sans générateur) et donc se "compensent" ?

Ca me semble un parallèle raisonnable, même si de la poule ou de l'oeuf, je ne sais qui implique/définit l'autre.

[invite03481543]

Il ne faut, en effet, pas oublier aussi de parler du facteur de qualité du système résonant forcé, qui peut conduire à une résonance floue ou une résonance aigue, si Q est faible le résultat sera des "frottements" qui diminuera le rendement général du transfert.

[Antoane]

ReBonjour,

un RLC en oscillations amorties (régime libre) oscillera à une fréquence légèrement décalée, fonction du facteur de qualité.

soyons précis :