Moment magnétique généré par une bobine avec un coeur en ferrite

[invitebf1a9992]

Bonjour,

Je voudrais savoir le moment magnétique d'une bobine dans laquelle j'ai introduit un bâton de ferrite de perméabilité apparente uapp. Je sais que pour une bobine à air :
m=nSI
avec
n le nombre de spires,
S la surface de la section de la bobine
I l'intensité du courant qui la traverse

J'ai besoin de générer 1Am^2 sans avoir à passer trop de courant sachant que j'ai besoin que les dimensions de ma bobine soient petites (rayon 1cm)
Donc pratiquement avec la formule si dessus, je suis grillé.

Est ce que le nouveau moment magnétique après avoir introduit le baton sera:
m=uapp nSI
?
-----

[f6bes]

Bjr à toi,
Malheureusement il y a moultes ferrites à perméabilité tout autant différentes.
A+

[invitebf1a9992]

Bon, ce que je veux savoir c'est seulement la formule, car si c'est juste comme ce que je viens de dire (une multiplication par la perméabilité apparente) ça pourra résoudre mon problème, je prend un baton de ferrite avec ur la plus grande possible, et ça me servira d'amplificateur.

Le problème est que j'en suis pas tout à fais sûre si la formule est vrai.
Je sais que le champs magnétique est amplifié à l'intérieur du coeur métallique, par uapp (qui est fonction de ur et des dimensions du baton de ferrite). Mais pour le moment, je ne suis pas sûre.

je veux obtenir un champs magnétique de l'ordre de 10e-7T à 1.5m.
Quelqu'un à une idée?

[LPFR]

Bonjour.
Mettre une ferrite dans la bobine modifiera le champ dans la bobine et près de ses extrémités. Et encore, c'est à condition que le solénoïde soit long. Pour une bobine plate il ne changera rien. Mais dans n'importe quel cas, il ne changera pas beaucoup le champ au loin.

Que voulez-vous faire avec votre champ de 0,1 µT à 1,5 m?
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebf1a9992]

Je veux localiser la bobine, sachant que la distance entre elle et le récepteur est inférieure à 1.5m.

En effet, je sais que la perméabilité apparante dépond de la perméabilité relative et du rapport longueur/diamètre du solénoïde.
Moi j'ai un solénoïde de longueur 10cm et de diamètre 1cm ur=700, avec ma configuration, normalement uapp deviens 46 en modélisant le barreau comme une ellipsoide.
Mon problème c'est trouver la relation qui exprime le moment magnétique equivalent du dipole généré par le solénoïde. Je veux savoirsi l'ajout du ferrite amplifiera le champs vue à l'extérieur du solénoïde.

[invitebf1a9992]

Normalement si je modélise le solénoïde comme un dipole, que je me met à une distance de 1.5m perpendiculaire à son axe (la direction où le champs est le plus faible), sans compter le ferrite, j'aurais:
B=(mu0 m/(4pi r^3)) avec m, la norme du moment magnétique. Or m=nIS.
I=1A, n=400, S=7.8540e-005m^2 =>m=0.0314Am^2

A 1.5m B=0.93nT.

Cette valeur n'est pas visible par mon magnétomètre, qui a un bruit (dans la bande que j'utilise) de 10nT. C'est pour ça qu'il faut que j'amplifie mon signal.

[invite686ac3e5]

Bonjour,
Le problème que tu soulèves est complexe, non linéaire parce que la perméabilité relative du matériaux dépend du champs magnétique appliqué sur lui. Pourquoi tu ne fait pas l’expérience, jusqu’à obtenir le champs que tu veux ???????? Dois tu absolument faire le calcul (qui n'est pas réalisable je pense...)
Cordialement,

[invitebf1a9992]

En effet, j'ai trouvé la formule qui me permet de calculer le champs à l'intérieure du solénoïde en fonction des dimensions du barreau de ferrite. C'est connus de façon assez simple (il y a du cas hyperbolique dans la formule) seulement pour le cas d'un ellipsoide. Pour les autres cas, il faut calculer des intégrales illiptiques.

En effet, j'ai toujours l'alternative de passer d'un diamètre de 1cm à un diamètre de 7cm, ce qui fera l'affaire, mais ça rend ma bobine trop grosse.

Et à part ceci, je veux comprendre le phénomène, pourquoi les gens utilisent ils des batons de ferrite? Je l'ai vu dans des antennes, donc à la réception ils utilisent les ferrites pour amplifier.

Et à l'emission?

[LPFR]

...
Et à part ceci, je veux comprendre le phénomène, pourquoi les gens utilisent ils des batons de ferrite? Je l'ai vu dans des antennes, donc à la réception ils utilisent les ferrites pour amplifier.
...

Re.
Les conditions limites pour le champ tangent à la surface qu'un matériau magnétique font que le champ à l'intérieur est µr fois plus grand qu'à l'extérieur.
Le champ "préfère passer par le bâtonnet de ferrite", comme les automobilistes préfèrent passer par une autoroute que par les petites routes à côté.
À condition que l'autoroute soit assez longue et qui vaille le détour.
Le champ magnétique se déforme, pour traverser le bâtonnet de ferrite.
La condition n'est valable que pour le champ parallèle et non pour le champ perpendiculaire.
Donc, vers le milieu du bâtonnet on a le plus de "gain" de champ.
Je ne vois pas le rapport entre cette utilisation dans des récepteurs GO, et votre application.
Et à l'émission ça n'a aucun effet.

Qu'est ce que vous essayez de faire? Un ARVA?
A+

[invitebf1a9992]

Oui, c'est un truc pareil, j'ai un emetteur magnétique, et un magnétomètre sur un petit objet mobile qui bouge dans une zone limitée 1.5m. Je vise à localiser cet objet.

Pour le problème du ferrite, je sais que quand tu prend un objet metallique, que tu le met dans un champ magnétique, le champs va se déformer, et on peut voir cette déformation au dehors de l'objet. Par exemple, vous prenez un baton en ferre et vous l'approchez d'un magnétomètre, vous allez voir un changement du champs magnétique vue par le magnéto.
Je me demande donc par analogie, si on plage un barreau de ferre à l'intérieur d'un emetteur, on respectant un rapport longueur sur diamètre assez grand, que serait l'effet de ceci sur le champs à l'extérieur du solénoïde?

[phuphus]

Bonjour à tous,

Bonjour,
Le problème que tu soulèves est complexe, non linéaire parce que la perméabilité relative du matériaux dépend du champs magnétique appliqué sur lui. Pourquoi tu ne fait pas l’expérience, jusqu’à obtenir le champs que tu veux ???????? Dois tu absolument faire le calcul (qui n'est pas réalisable je pense...)
Cordialement,

En parallèle d'essais, on peut aussi mettre en oeuvre des outils de calcul adéquats. @snetmonster : en PJ, je t'ai mis 2 fichiers FEMM (noyau à air et noyau acier doux), avec les bonnes caractéristiques de circuit. Si cela t'intéresse, tu peux :
- télécharger FEMM
- télécharger les deux fichiers en PJ
- vérifier par quelques mesures que le modèle aircore est bien prédictif
- faire les modifs qui t'arrangent (tu peux notamment rentrer la courbe B/H de ton ferrite pour tenir compte des non linéarités, mais vus ta bobine et ton courant je doute que tu rentres dans le domaine non linéaire)
- faire joujou avec le modèle jusqu'à atteindre les 0.1mT fatidiques

Sur les fichiers en PJ :
- aircore 1.5m dans l'axe : 2.25 nT
- aircore 1.5m perpendiculaire à l'axe : 1.13 nT
- noyau acier doux 1.5m dans l'axe : 7.03 nT
- noyau acier doux 1.5m perpendiculaire à l'axe : 3.51 nT

Pour gagner en temps de calcul (le domaine est grand devant les dimensions du circuit !), tu peux réduire les dimensions du domaine, mettre les bonnes conditions aux limites (type impédance), et mailler un domaine externe. Mais là, je ne sais plus faire...

Je me demande donc par analogie, si on plage un barreau de ferre à l'intérieur d'un emetteur, on respectant un rapport longueur sur diamètre assez grand, que serait l'effet de ceci sur le champs à l'extérieur du solénoïde?

Induction multipliée par 3 dans mon exemple de calcul.

Ta bobine produit une FMM, constante quelle que soit la charge. Dans le cas d'un noyau à air, la réluctance vue par la bobine est grande et donc l'induction faible. Dans le cas d'un noyau ferrite, la réluctance vue par la bobine diminue et donc le flux total augmente. Comme ce flux se reboucle dans l'air, forcément l'induction augmente aussi en dehors du circuit.

[invitebf1a9992]

Merci beaucoup, Je vais jeter un coup oeuil sur ceci, et je vous dis ce que ça donne.

Mais, en attendant, est ce qu'il y a une formule connue qui donne le champs magnétique dans une position assez éloignée par rapport aux dimensions du solénoïde, en faisant par exemple l'approximation dipolaire?

Par exemple:
B=mu0/(4pir^5) (3(m.r)r-r^2m)
là pour un moment à l'émission fixe, on a un champs B avec mu0 la perméabilité du vide, m le moment magnétique du solénoïde, r le vecteur allant du centre de la bobine au point de mesure.

ça c'est pour un dipole quelconque, donc si ajouter le baton de ferrite augmente le champs, il ne peut que changer m puisque le reste c soit connus (r) soit des constantes (mu0). Donc est ce que ce moment du dipole equivalent à ce solénoïde est le produit du moment du dipole equivalent dans le cas de l'air multiplié par la \mu_{app} La perméabilité apparente du baton (qui dépond de \mu_{r} et des dimensions du baton) ??

[phuphus]

Bonjour snetmonster,

l'aimantation propre du ferrite va ajouter son propre moment magnétique à celui de la bobine, mais cela ne sera pas une simple multiplication par la perméabilité relative du ferrite, puisque le flux se reboucle dans l'air.

Pour avoir cette multiplication, il faudrait que les spires de ta bobine aient la même perméabilité que le ferrite, ainsi que tout l'environnement autour. Tu peux faire un essai dans FEMM : en plongeant la bobine dans un environnement à mur=1000 et en déclarant ce même mur=1000 pour le matériau de la bobine, alors on trouve 1.13 µT et 2.25 µT respectivement à 90° et dans l'axe à 1.5m (si tu décides de faire le calcul pour voir, alors il te faudra aussi modifier les conditions aux limites du domaine, fixées pour simuler l'impédance du "reste de l'univers". Demande-moi si tu as besoin d'un coup de pouce !).

[invite8b0f45fb]

Bonjour,

En parcourant le forum j'ai vu que vous vous y connaissiez sur le logiciel FEMM.
J'aurais donc besoin de votre point de vue et d'un petit coup de pouce concernant son utilisation si vous avez du temps à me consacrer
J'étudie, dans le cadre d'un projet en prépa, les séparateurs à courants de Foucault ( http://i.ytimg.com/vi/x-nRUtW1ZDI/maxresdefault.jpg )
Ce système permet de séparer les matériaux non ferreux des matériaux ferreux en les expulsant du convoyeur.
Il s'agit d'une roue polaire constituée d'aimant permanent successifs ( Aimant Néodyme Fer Bore ).
En essayant de modéliser ce système sur FEMM, j'ai réussi à trouver un u petit champ radial au niveau du matériau non ferreux, mais il me semble très faible. ( ci-joint ce que j'ai fait )

Merci pour votre aide et votre temps, cordialement

[LPFR]

Bonjour,

En parcourant le forum j'ai vu que vous vous y connaissiez sur le logiciel FEMM.
J'aurais donc besoin de votre point de vue et d'un petit coup de pouce concernant son utilisation si vous avez du temps à me consacrer
J'étudie, dans le cadre d'un projet en prépa, les séparateurs à courants de Foucault ( http://i.ytimg.com/vi/x-nRUtW1ZDI/maxresdefault.jpg )
Ce système permet de séparer les matériaux non ferreux des matériaux ferreux en les expulsant du convoyeur.
Il s'agit d'une roue polaire constituée d'aimant permanent successifs ( Aimant Néodyme Fer Bore ).
En essayant de modéliser ce système sur FEMM, j'ai réussi à trouver un u petit champ radial au niveau du matériau non ferreux, mais il me semble très faible. ( ci-joint ce que j'ai fait )

Merci pour votre aide et votre temps, cordialement

Bonjour.
Vous vous êtes mal renseigné.
Les déchets ferromagnétiques sont séparés par attraction avant cette phase.

Ces séparateurs donnent une trajectoire différente aux déchets conducteurs (et non-ferromagnétiques).
Et ce sont les courants de Foucault qui produisent la répulsion qui change leur trajectoire.

Donc, votre calcul ne pressente ici aucune utilité.

Il y a eu une discussion récente sur ces séparateurs :
http://forums.futura-sciences.com/ph...repulsion.html
Au revoir.