Génération d'électricité centrifuge

[melchisedec]

est-il possible de créer un courant électrique entre le centre et la périphérie d'un disque conducteur tournant aussi vite que nécessaire (extraction et déplacement des électrons par force centrifuge) ?
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[Jeanpaul]

Oui, il n'y a pas de raison. Simplement quand on fait un calcul d'ordre de grandeur on se rend compte qu'il suffit d'un champ magnétique de pas grand'chose pour obtenir un effet de roue de Barlow bien plus grand, ou alors une électrisation par frottement.

[melchisedec]

Oui, il n'y a pas de raison. Simplement quand on fait un calcul d'ordre de grandeur on se rend compte qu'il suffit d'un champ magnétique de pas grand'chose pour obtenir un effet de roue de Barlow bien plus grand, ou alors une électrisation par frottement.

Ainsi après avoir fait préalablement tourner mon disque si je coupe la source de rotation à un certain régime à déterminer et que je laisse le disque tourner sur sa lançée et que j'applique perpendiculairement au disque un champ magnétique constant sur toute sa surface, il va donc continuer à tourner indéfiniment puisque le champ magnétique va continuer à appliquer un couple de Laplace sur le courant centrifugé ?

[melchisedec]

Il y a un point essentiel qu’il ne me semble pas qu’on ait abordé sur la roue de Barlow et potentiellement révolutionnaire (je plaisante quoique ?!)

Prenons un disque conducteur baigné dans un champ magnétique perpendiculaire constant sur toute la surface pour éviter des courants de Foucault éventuels dus aux variations de champ.

Comme dans une roue de Barlow classique, je crée un courant électrique entre le centre et la périphérie de sorte que les électrons aillent dans le sens centrifuge comme la force d’inertie qui à priori les entrainent également en plus du champ électrique.

Une fois que ma roue de Barlow a atteint une vitesse de rotation correspondant à l’énergie d’extraction des électrons libres du disque dans mon circuit je coupe l’alimentation (tout en maintenant un circuit électrique extérieur de résistance minimale entre le centre et la périphérie du disque, par exemple grâce à un inverseur). Mes électrons vont donc inertiellement continuer sur leur lancée, dès lors pourquoi la force de Laplace ne continuerait-elle pas de faire tourner mon disque ad vitam aeternam ? Conservation de l'énergie ? mais comment fonctionnerait-elle dans ce cas ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[melchisedec]

Y'a t'il quelqu'un pour me renseigner sur ce qui cloche dans ma dernière intervention sur ce fil ?

[Jeanpaul]

"Les électrons sur leur lancée" ça ne veut rien dire, ils sont en interaction avec le réseau cristallin qui va provoquer de l'effet Joule.

[melchisedec]

"Les électrons sur leur lancée" ça ne veut rien dire, ils sont en interaction avec le réseau cristallin qui va provoquer de l'effet Joule.

Des électrons comme toutes particules matérielles peuvent ils être globalement mobilisés par une force d'inertie même si deci delà ils touchent les atomes et ions du réseau ? si oui et que cette force d'inertie excède l'énergie d'extraction de ces électrons du disque pour aller dans le circuit de retour entre le centre et la périphérie en sortie du disque, y' a t'il bien un courant électrique ?
si oui ce courant électrique peut-il être soumis à la force de Laplace de mon champ magnétique (qui j'insiste est constant sur toute la surface du disque) ? Ainsi si cette force de Laplace maintient la rotation n'y aurait-il pas violation de la conservation de l'énergie, quel est alors le processus qui interdirait cette non violation ?

[Jeanpaul]

Un disque tournant dans un champ magnétique génère des charges sur sa périphérie, c'est l'analogue de l'effet Hall dans une autre géométrie. Tant qu'on ne referme pas le courant, ça ne dissipe pas d'énergie une fois l'équilibre des charges atteint mais dès qu'on boucle, le courant va générer une force de Laplace et un contre-champ magnétique qu'il faudra maintenir.
En fait tout ça c'est une dynamo unipolaire et il faut considérer si on a une excitation série ou parallèle. En tous cas ça ne donnera sûrement pas un mouvement perpétuel (dommage !)

[melchisedec]

Un disque tournant dans un champ magnétique génère des charges sur sa périphérie, c'est l'analogue de l'effet Hall dans une autre géométrie. Tant qu'on ne referme pas le courant, ça ne dissipe pas d'énergie une fois l'équilibre des charges atteint mais dès qu'on boucle, le courant va générer une force de Laplace et un contre-champ magnétique qu'il faudra maintenir.
En fait tout ça c'est une dynamo unipolaire et il faut considérer si on a une excitation série ou parallèle. En tous cas ça ne donnera sûrement pas un mouvement perpétuel (dommage !)

Entendons nous bien je ne crois pas non plus à ce mouvement perpétuel, mais je n'arrive pas à comprendre le mécanisme d'établissement de ce contre champ, qui normalement devrait lui aussi traverser le disque perpendiculairement mais en sens inverse du champ moteur.

La seule piste crédible que j'avais trouvé à l'établissement d'un contre champ adéquate c'est l'effet barnett dans les ions du disque.

[melchisedec]

Quelqu'un peut-il m'expliquer dans le cas que j'expose comment s'établit la contreforce ou le contrechamp nécessaires au maintien de la 2e loi de la thermodynamique ?

[Jeanpaul]

La force de Laplace q v x B a un effet centrifuge et envoie les charges vers la périphérie. Là elles s'arrêtent, s'amassent et créent un contre-champ électrique. Et ça s'arrête assez vite.

[melchisedec]

La force de Laplace q v x B a un effet centrifuge et envoie les charges vers la périphérie. Là elles s'arrêtent, s'amassent et créent un contre-champ électrique. Et ça s'arrête assez vite.

Ah je vois qu'on ne se comprend pas :

Dans ma version de la roue de barlow en mode génératrice un fil externe referme le circuit entre le point central et la périphérie, et on va dire que ce circuit de retour a une résistance pas trop grande pour éviter précisemment l'accumulation d'électrons dont vous parlez : il y a donc courant, sauf que la cause première du mouvement du courant d'électrons contrairement à l'habitude est une force d'inertie . Je reprécise enfin que le disque est baigné DANS TOUTE SA SURFACE PAR UN CHAMP MAGNETIQUE CONSTANT, car dans le cas contraire j'aurais évidemment un freinage du aux courants induits entre les zones en champ et les zones hors champ magnétique

Je serais en droit de penser que ce courant d'électrons déplacé inertiellement subit une force de Lorentz qui fait subit au disque une force de Laplace qui n'a aucune raison de ne pas être dans le même sens qu'en mode moteur si je garde le même sens de rotation et le même sens du champ . Comment est sauvegardé la conservation de l'énergie dans ce cas ?

[melchisedec]

Alors M. Jean Paul qu'est-ce qui déconne dans mon mouvement perpétuel ? parce que c'est sûr ça déconne mais où ?

[sitalgo]

B'soir,

Ça déconne parce que tu n'as pas révisé ton cours de maternelle.
Considérons ta machine diabolique comme un générateur, on applique la règle des 3 doigts de la main gauche :
pouce : sens du champ
index : courant (ou plus exactement sens de la tension puisqu'il n'y pas forcément de courant)
majeur : sens déplacement
Je te laisse mettre tes doigts comme il faut.

Maintenant, supposons qu'un courant passe, quelle force crée-t'il ? on applique la règle des 3 doigts de la main droite.
pouce : sens du champ
index : courant
majeur : sens de la force
Je te laisse mettre tes doigts comme il faut.

Que constate-t-on ? les majeurs sont opposés. Normal, c'est ce qui fait qu'un générateur freine lorsque l'on fait passer un courant.

Et j'ajouterais qu'un électron à une masse, lorsqu'il parcourt le rayon du disque, ou tout au moins une trajectoire qui va du centre au périmètre du disque, son moment cinétique augmente et il faut donc lui fournir de l'énergie.

[melchisedec]

B'soir,

Ça déconne parce que tu n'as pas révisé ton cours de maternelle.
Considérons ta machine diabolique comme un générateur, on applique la règle des 3 doigts de la main gauche :
pouce : sens du champ
index : courant (ou plus exactement sens de la tension puisqu'il n'y pas forcément de courant)
majeur : sens déplacement
Je te laisse mettre tes doigts comme il faut.

Maintenant, supposons qu'un courant passe, quelle force crée-t'il ? on applique la règle des 3 doigts de la main droite.
pouce : sens du champ
index : courant
majeur : sens de la force
Je te laisse mettre tes doigts comme il faut.

Que constate-t-on ? les majeurs sont opposés. Normal, c'est ce qui fait qu'un générateur freine lorsque l'on fait passer un courant.

Et j'ajouterais qu'un électron à une masse, lorsqu'il parcourt le rayon du disque, ou tout au moins une trajectoire qui va du centre au périmètre du disque, son moment cinétique augmente et il faut donc lui fournir de l'énergie.

Merci pour la maternelle ..tout le monde ne sort pas de la cuisse d'Einstein comme vous !

Sur ce plusieurs remarques :

Dans mon cas le déplacement de mes électrons est obtenue INERTIELLEMENT du centre à la périphérie (force centrifuge dans le référentiel de la roue) dont on peut choisir le sens comme on veut, le courant est ensuite rebouclé extérieurement DONC OUI IL Y A UN COURANT ! on fait même des générateurs dits homopolaires sur ce principe .

Le champ magnétique constant on le place dans le sens qu'on veut aussi.

OK pour dire que le moment cinétique des électrons augmente mais la force de Coriolis qui effectivement aura tendance à freiner la rotation de mes électrons contre la force de Laplace (du fait de l'énergie cinétique supplémentaire à fournir) est bien plus petite que la force de Lorentz puis de Laplace qu'ils sont susceptibles de créer en se déplaçant, non ?

Je vais donc poser la question autrement : le sens de la force de Laplace est-il opposé selon que la roue de barlow est en mode moteur ou en mode générateur BIEN QU'ON NE CHANGE NI LE SENS DE ROTATION, NI LE SENS DU CHAMP, NI LE SENS DU COURANT ?
et si oui pourquoi ?

Merci

[sitalgo]

Merci pour la maternelle ..tout le monde ne sort pas de la cuisse d'Einstein comme vous !

Bon, ok, je retire ce que j'ai dit.

OK pour dire que le moment cinétique des électrons augmente mais la force de Coriolis qui effectivement aura tendance à freiner la rotation de mes électrons contre la force de Laplace (du fait de l'énergie cinétique supplémentaire à fournir) est bien plus petite que la force de Lorentz puis de Laplace qu'ils sont susceptibles de créer en se déplaçant, non ?

Certainement, ce que je ne sais pas c'est si c'est négligeable. D'ailleurs je ne sais pas quelle accélération est nécessaire.

Je vais donc poser la question autrement : le sens de la force de Laplace est-il opposé selon que la roue de barlow est en mode moteur ou en mode générateur BIEN QU'ON NE CHANGE NI LE SENS DE ROTATION, NI LE SENS DU CHAMP, NI LE SENS DU COURANT ?
et si oui pourquoi ?

La force de Laplace ne change pas de direction. Par contre, en reprenant les 3 doigts, force (main droite) et déplacement (main gauche) étant dans la même direction, on voit que les champs sont opposés. Au niveau du disque le champ appliqué est donc annulé par le champ créé.

[melchisedec]

Je connais évidemment bien la règle des 3 doigts mais je ne comprends pas la pertinence de son application à tous les cas. Je dois être bouché, mais je ne comprends pas comment la boucle de courant créée par le passage des électrons du centre à la périphérie puis dans le circuit extérieur peut avoir la moindre chance de créer un champ magnétique susceptible d'avoir la direction et l'intensité miraculeusement adaptée pour contrer le champ principal perpendiculaire (perpendiculaire au disque)

[sitalgo]

Il ne s'agit pas du circuit "traversée du disque-retour par le circuit extérieur" mais du courant qui va du centre à la périphérie du disque selon les rayons.

[melchisedec]

Il ne s'agit pas du circuit "traversée du disque-retour par le circuit extérieur" mais du courant qui va du centre à la périphérie du disque selon les rayons.

Ben alors c'est encore pire, un courant d'électrons qui se déplace droit devant lui (dans le référentiel du disque comme d'hab) génère des lignes de champ circulaires qui tournent hélicoidalement autour de l'axe du déplacement et ces lignes champ autour de la trajectoire occupent donc toutes les directions possibles dans le plan de rotation autour de chaque électron , alors je ne vois toujours pas là un candidat sérieux pour s'opposer au champ perpendiculaire principal.

Je dois une connerie, mais alors je vous saurai gré de m'expliquer pourquoi.

[sitalgo]

Ben alors c'est encore pire, un courant d'électrons qui se déplace droit devant lui (dans le référentiel du disque comme d'hab) génère des lignes de champ circulaires.

Tu as raison, il vaut mieux prendre le problème par l'autre bout.
Considère la main droite (moteur, le courant crée une force censée accélérer le disque) puis avec la main droite règle le champ et la direction (même sens que la force donc). On obtient ainsi le sens du courant dû au déplacement dans ce sens.
Ce courant induit oppose au courant moteur.

C'est pour cela que le courant augmente lorsque l'on freine un moteur. Le courant qui circule est la résultante d'une composante moteur et d'une composante induite opposée. La composante moteur est fixée par la tension, la composante induite est fixée par la vitesse du moteur, plus il ralentit plus la composante induite diminue et plus la résultante augmente.

[melchisedec]

Tu as raison, il vaut mieux prendre le problème par l'autre bout.
Considère la main droite (moteur, le courant crée une force censée accélérer le disque) puis avec la main droite règle le champ et la direction (même sens que la force donc). On obtient ainsi le sens du courant dû au déplacement dans ce sens.
Ce courant induit oppose au courant moteur.

C'est pour cela que le courant augmente lorsque l'on freine un moteur. Le courant qui circule est la résultante d'une composante moteur et d'une composante induite opposée. La composante moteur est fixée par la tension, la composante induite est fixée par la vitesse du moteur, plus il ralentit plus la composante induite diminue et plus la résultante augmente.

AAH cette fois c'est plus clair merci beaucoup !

[melchisedec]

Tu as raison, il vaut mieux prendre le problème par l'autre bout.
Considère la main droite (moteur, le courant crée une force censée accélérer le disque) puis avec la main droite règle le champ et la direction (même sens que la force donc). On obtient ainsi le sens du courant dû au déplacement dans ce sens.
Ce courant induit oppose au courant moteur.

C'est pour cela que le courant augmente lorsque l'on freine un moteur. Le courant qui circule est la résultante d'une composante moteur et d'une composante induite opposée. La composante moteur est fixée par la tension, la composante induite est fixée par la vitesse du moteur, plus il ralentit plus la composante induite diminue et plus la résultante augmente.

Je suis désolé, je suis un peu comme Colombo, : Y'A UN DERNIER DETAIL QUI ME CHIFFONNE !

La règle des 3 doigts si je ne m'abuse est bien issue de la loi de Lenz, mais la loi de Lenz fonctionne avec un flux VARIABLE, hors mon champ magnétique est constant sur tout mon disque OU Y'A T'IL UN FLUX VARIABLE ?

A la rigueur en tirant par les cheveux on pourrait imaginer un flux variable si on collectait le courant en un point précis de la périphérie de la roue auquel virtuellement ce ne serait jamais la même ligne de charges qui serait traversée par le flux, auquel cas on aurait par rotation de la roue une sorte de rupture de flux virtuelle continue, mais rien n'empêche d'imaginer qu'on puisse collecter le courant sur toute la périphérie continument . Merci de m'expliquer et après je vais me coucher...promis

[sitalgo]

Je pense que la règle des 3 doigts vient de la force de Laplace, pour Lenz ce serait plutôt celle de la main fermée (sens du champ magnétique dans une bobine). Mais cela est secondaire.

Lenz dit que la variation de champ crée un courant induit,si le circuit est fermé, dans une spire (cela ne nous intéresse pas puisque le courant est dans notre cas créé par force centrifuge) et qu'il crée un champ opposé.
Ce dernier point est intéressant, effet quand on prend le schéma proposé là :
http://www.univ-lemans.fr/enseigneme...ctri/lenz.html
On déduit que le mouvement de l'aimant est ralenti par ce champ contraire, il faut donc le pousser avec une certaine force. D'autant que sinon on créerait de l'énergie électrique sans fournir d'énergie mécanique.

Ben alors c'est encore pire, un courant d'électrons qui se déplace droit devant lui (dans le référentiel du disque comme d'hab) génère des lignes de champ circulaires qui tournent hélicoidalement

C'est pourtant ce qui se passe dans un générateur (ex: à courant continu dont le rotor est constitué de fils parallèles à l'axe de rotation, formant une bobine enroulée selon la génératrice du cylindre), le courant est créé selon Laplace, sans principe de variation de champ, et il y a forcément un champ résistant puisque c'est la seule interface entre rotor et stator.

Bon là je crois que je suis arrivé au bout. Enfin, ça m'a fait réviser des vieux trucs.

"puis avec la main droite" erreur dans mon message précédent, c'était la main gauche mais tu as rectifié de toi-même apparemment.

[melchisedec]

[QUOTE=sitalgo;2057761]
C'est pourtant ce qui se passe dans un générateur (ex: à courant continu dont le rotor est constitué de fils parallèles à l'axe de rotation, formant une bobine enroulée selon la génératrice du cylindre), le courant est créé selon Laplace, sans principe de variation de champ, et il y a forcément un champ résistant puisque c'est la seule interface entre rotor et stator.

Sauf que dans un générateur classique la boucle de courant traverse un flux en changeant d'orientation dans ce flux, donc en y créant UNE VARIATION, qui engendre évidemment une force contre électromotrice, mais OU Y A T'IL UNE VARIATION DE FLUX DANS MON CAS ?

[sitalgo]

Il n'y a pas besoin de variation de flux pour créer un courant, il suffit d'un champ et d'un conducteur en déplacement, et vice-versa. Dans le générateur dont je parle plus haut il pourrait y avoir un deuxième collecteur à l'autre extrêmité du rotor de façon à ne pas avoir de boucle, on applique alors Laplace pour chaque fil concerné.

Quand on prend l'exemple classique du conducteur sur 2 rails et un aimant qui génère un champ vertical, si l'aimant (large) peut assurer un champ uniforme sur tous le parcours, un effet moteur ou générateur sera créé tant que le champ est là.
Si le champ n'est pas uniforme il faut tenir compte de Lenz qui ne peut que freiner mais ce n'est pas notre cas.

Il ne faut pas oublier Foucault dont les courants vont freiner la masse tournante même sans électrons centrifuges.

[melchisedec]

Il n'y a pas besoin de variation de flux pour créer un courant, il suffit d'un champ et d'un conducteur en déplacement, et vice-versa. Dans le générateur dont je parle plus haut il pourrait y avoir un deuxième collecteur à l'autre extrêmité du rotor de façon à ne pas avoir de boucle, on applique alors Laplace pour chaque fil concerné.

Quand on prend l'exemple classique du conducteur sur 2 rails et un aimant qui génère un champ vertical, si l'aimant (large) peut assurer un champ uniforme sur tous le parcours, un effet moteur ou générateur sera créé tant que le champ est là.
Si le champ n'est pas uniforme il faut tenir compte de Lenz qui ne peut que freiner mais ce n'est pas notre cas.

Il ne faut pas oublier Foucault dont les courants vont freiner la masse tournante même sans électrons centrifuges.

LA ENCORE OBJECTION VOTRE HONNEUR :

dés lors que vous avez un déplacement non homogène, c'est à dire qui voit la variation d'une distance entre l'émetteur et le récepteur d'un champ magnétique vous fabriquez automatiquement de la variation de flux, mais ici là encore aucune variation de distance entre l'émetteur du champ et le disque.

Dans l'exemple du rail qui se balade, vous modifiez là aussi la surface section de la boucle de courant donc forcément le flux, et là encore rien de tel dans mon exemple.

Bien essayé mais c'est pas encore ca !

[sitalgo]

dés lors que vous avez un déplacement non homogène, c'est à dire qui voit la variation d'une distance entre l'émetteur et le récepteur d'un champ magnétique vous fabriquez automatiquement de la variation de flux, mais ici là encore aucune variation de distance entre l'émetteur du champ et le disque.

C'est bien ce que je dis, je ne parle que de Laplace, ce n'est pas moi qui vois un effet de Lenz là-dedans, j'en ai parlé parce que tu en as parlé.

Dans l'exemple du rail qui se balade, vous modifiez là aussi la surface section de la boucle de courant donc forcément le flux, et là encore rien de tel dans mon exemple.

La densité de flux reste la même, la section de la boucle augmente avec la surface du flux.

On peut faire le montage suivant :
2 rails parallèles, l'un ab et l'autre cd, a et c sont du même côté. Un conducteur roulant en contact en o sur ab et en o' sur cd.
Le + est raccordé en a le - en d.
Il n'y a pas de boucle et ça fonctionne.
Accessoirement, la variation de flux d'un rail (un rail voit sa longueur sous ampérage, donc variation de flux localisée, augmenter ou diminuer selon le déplacement du conducteur) est compensée par la variation inverse de l'autre rail.

[melchisedec]

On peut faire le montage suivant :
2 rails parallèles, l'un ab et l'autre cd, a et c sont du même côté. Un conducteur roulant en contact en o sur ab et en o' sur cd.
Le + est raccordé en a le - en d.
Il n'y a pas de boucle et ça fonctionne.
Accessoirement, la variation de flux d'un rail (un rail voit sa longueur sous ampérage, donc variation de flux localisée, augmenter ou diminuer selon le déplacement du conducteur) est compensée par la variation inverse de l'autre rail.

COMMENT CA PAS DE BOUCLE !!! .....mais si justement vous avez trois côté conducteur + le générateur, si ç'est pas une boucle (sous entendu un circuit électrique fermé) je ne comprends plus le français ?!

[sitalgo]

COMMENT CA PAS DE BOUCLE !!! .....mais si justement vous avez trois côté conducteur + le générateur, si ç'est pas une boucle (sous entendu un circuit électrique fermé) je ne comprends plus le français ?!

Il suffit d'orienter convenablement par rapport au champ, c'est une affaire de cosinus. Lenz ne fonctionne pas quand le plan de la boucle est parallèle aux lignes de champ.
Mais comme je l'ai dit, c'est accessoire, c'est Laplace qui nous intéresse. Je ne pense pas que Lenz s'applique à ton système ou tout au moins que son action soit significative. C'est mon humble avis.

[melchisedec]

Il suffit d'orienter convenablement par rapport au champ, c'est une affaire de cosinus. Lenz ne fonctionne pas quand le plan de la boucle est parallèle aux lignes de champ.
Mais comme je l'ai dit, c'est accessoire, c'est Laplace qui nous intéresse. Je ne pense pas que Lenz s'applique à ton système ou tout au moins que son action soit significative. C'est mon humble avis.

Mais alors je dois être bouché car si il ne s'agit que de Laplace, je n'ai toujours pas compris le processus qui s'oppose à la force de Laplace générée par la centrifugation des électrons dans un champ magnétique constant !?