Aide pour Induction grâce à un aimant à travers une bobine

[Torseur06]

Bonjour à tous,

Je me renseigne sur la conception d'un dispositif d'éclairage grâce à des LED par induction.
J'aimerais utiliser un système avec un aimant qui passe à travers une bobine.
J'ai pu voir que dans la littérature une formule existait (pour un aimant à travers une spire) donnant l'intensité en fonction des paramétres du système.

i(t)=(3*µo*M*a²*v*z(t))/(2R(a²+z²(t))^(5/2)
avec
µo = perméabilité du vide
M = moment de l'aimant
a = rayon de la spire
v = vitesse de l'aimant à travers la spire
z(t) = position de l'aimant par rapport au centre de la spire
R = résistance interne de la bobine (R = rho*l/S)

1er problème ceci est l'intensité pour 1 spire, or si on met N spires l'intensité semble rester inchangé d'après la formule (pour 1 spire l'intensité = i(t), pour N spires l'intensité = N*i(t) mais comme R est aussi multiplié par N ça s'annule)
Est ce un paradoxe explicable ?

2eme problème je crois savoir que pour alimenter une LED il faut une intensité d'environ 30mA mais quelle tension faut il pour maintenir une tension suffisante pour que la LED s'éclaire ?

Merci de votre aide...
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[curieuxdenature]

Bonjour

1- l'intensité induite ne change pas à cause de la resistance du fil car on peut la négliger par rapport à celle de la charge, c'est la tension qui augmente par contre avec le nombre de spires et qui améliore le rendement de l'opération mécanique de conversion.

2- Une diode LED a besoin d'environ 1.6 à 3.6 V, elle dépend de la nature de la diode. Ce sont les blanches qui demandent la tension la plus élevée.
Le problème sera d'un autre ordre, tu dois veiller à ne pas dépasser la tension maxi grâce à un moyen électronique ou avec une batterie faisant tampon.

[Torseur06]

Merci pour ta réponse curieuxdenature.
Je pense maintenant avoir bien compris le fait que le nombre de spires de ma bobine entrera en jeu au niveau de la tension aux bornes de la bobine mais pas au niveau du courant induit.

Si je prends la loi de faraday, la tension induite qu'on récupère est :
e= -d(Phi)/dt = - NSd(B)/dt
avec S = section d'une spire
N = nombre de spires
B = champ magnétique
Pouvez vous me corriger si je me trompe.
Pour augmenter ma tension aux bornes de la bobine il faut que j'augmente la section S de mes spires ainsi que le nombre N de spires. De plus il faut que la variation de mon champ B soit grande donc que mon aimant oscille très rapidement autour d'un point ou fasse un très grand trajet ?

D'après la formule que j'ai énoncé dans mon message précédent :
i(t)=(3*µo*M*a²*v*z(t))/(2R(a²+z²(t))^(5/2)) , en la dérivant on trouve que i est max pour z=-a/2. Ceci voudrait dire que pour 1 spire il faudrait que l'aimant oscille très vite autour de la valeur -a/2 pour tirer la plus grande intensité. Qu'en est-il pour N spires (une bobine) ? Où faut il se trouver pour avoir l'intensité MAX ?

D'autre part il y a quelque chose que je ne comprends pas dans ce que tu m'as dit. Pourquoi il y a une tension maxi à ne pas dépasser ? Comment connaitre cette valeur ? J'aimerais ne pas utiliser de piles ni de batteries pour ce problème pour rester dans "l'écologique", à la limite je pourrais utiliser un condensateur pour stocker l'énergie. En gros ce que tu me dis c'est qu'il faut que je fasse attention à ne pas mettre trop de spires ?

Dernière question j'aimerais augmenter le moment de mon aimant (afin d'augmenter mon intensité), j'ai entendu parler d'aimant permanent puissant comme les aimants au néodyme, mais comment pourrais je connaitre un ordre de grandeur de leur moment magnétique ? Cela doit surement dépendre de la taille de l'aimant ainsi que de la masse volumique du matériau dans lequel il est fait ?

Merci d'avance à tous...

[curieuxdenature]

D'autre part il y a quelque chose que je ne comprends pas dans ce que tu m'as dit. Pourquoi il y a une tension maxi à ne pas dépasser ? Comment connaitre cette valeur ? J'aimerais ne pas utiliser de piles ni de batteries pour ce problème pour rester dans "l'écologique", à la limite je pourrais utiliser un condensateur pour stocker l'énergie. En gros ce que tu me dis c'est qu'il faut que je fasse attention à ne pas mettre trop de spires ?

Bonjour

la tension maxi dépend du type de LED utilisée, si ton générateur produit une tension trop grande elle va griller comme une ampoule dans le même cas.
Les LED blanches 'haute luminosité' demandent autour de 3.6 V pour fonctionner à plein régime.

Si tu ne veux pas utiliser de batterie comme moyen de stocker l'énergie de l'agitation transmise à l'aimant, comment comptes-tu éclairer la scène qui t'interesses ?
Une batterie de 3.6 V existe comme composant électronique, ça simplifiera beaucoup ton montage.

Je ne voudrais pas décourager les vocations naissantes mais bon, tu vas avoir beaucoup de recherches et de mises au point avec les limites que tu t'imposes.
Peut-être que tu devrais partir d'un générateur existant pour commencer, une dynamo de vélo me semble l'idéal pour bricoler ce genre d'appli.

[A voir en vidéo sur Futura]

[curieuxdenature]

Je reviens là dessus à cause de la dynamo, en modélisme les petits moteurs à courant continu doivent faire de parfaites dynamos, c'est réversible parce qu'ils contiennent un aimant permanent.
Et ça doit couter 1€ le kilo.

[Torseur06]

Merci pour tes réponses Curieuxdenature.
J'ai peut être mal exposé mon problème. Mon objectif n'est pas d'éclairer "une pièce" mais plutot un dispositif d'éclairage plutot pour être vue en tant que piéton. Je comptais utiliser le système d'induction avec les vibrations de la marche pour faire "éclairer ou clignoter" mon système.
C'est pour ça que je pense ne pas avoir besoin de piles ou batteries et c'est vraiment mon objectif. Je ne continuerai pas à chercher si je sais que mon système aura besoin d'une pile. Je compte utiliser un condensateur afin de stocker l'énergie non utilisée à l'arrêt.

Pour revenir à mon système j'aimerais savoir si il est possible de créer une tension suffisante (qui ne devrait pas atteindre Umax) pour ensuite atteindre une intensité d'environ 25mA.
J'ai bien compri qu'il fallait augmenter le nombre de spires et la section mais de quel ordre de grandeur (1000,10000 ou + ) ? Quelle vitesse et caractéristiques devrait avoir mon aimant ?

Merci de ton aide...

[curieuxdenature]

Bonsoir Torseur06

Ton problème est clair mais ta demande ne me semble pas à la portée d'un forum.
Un système de ce genre demande une étude complète d'un bout à l'autre de la chaine. C'est la LED le point faible de la chaine, il faudra l'alimenter à travers une régulation électronique et si tes bases sont rudimentaires je vois mal comment t'aider à distance.

A moins de trouver une étude sur le Net de quelqu'un qui a déjà fait le montage. Il y a pas mal de bricolage à envisager en plus de la partie électronique.
Bonne chance.

[azer1]

Salut Torseur06,
Je fais un TIPE ("exposé" de Classe préparatoire) sur la récupération d'énergie et la formule que tu as énoncée dans le premier post me sera de grande utilité ! Aurais-tu le nom de l'ouvrage dans lequel tu l'a trouvé ?
Merci d'avance et bonne soirée

[albanxiii]

Bonjour,

Torseur06 ne s'est plus connecté au forum depuis septembre 2013. A votre place, je chercherai une autre source d'infos.
Bon courage.

@+