Projet Baccalauréat (Canon magnétique)

[PepitoLeChoco]

Bonjour,

Dans le cadre d'un projet pour le BAC (création d'un "canon électromagnétique"), je suis chargé d'étudier le phénomène de l’électromagnétisme surtout dans son aspect "théorique" qui peut s’avérer relativement complexe . J'aurai quelques questions
Qu'est ce qu'il fait que certains matériaux (genre ferromagnetique etc) sont aimantés alors que d'autres matériaux le sont pas (une explication au niveau microscopique) ?
Qu'est ce que signifie le flux magnétique (théorème de Gauss) d'un point de vue physique ? La force de Lorentz est valable pour une particule chargé mais si s'est un aimant (à la place d'un particule) est ce toujours valable (subit t'il la fameuse force F des 3 doigts) ? Que décrit les "équations de Maxwell" d'un point de vue physique (le rotationnel, et la divergence s'est pas pour tout de suite haha) ?
Et enfin, existe t'il une "formule" permettant d'obtenir la vitesse d'un aimant projeté a travers un champ électromagnétique en fonction de sa capacité magnétique, sa masse et l'intensité du champ ? Je crois que je peux liée la vitesse en utilisant E(c) et la conservation d'energie mais faut encore prendre en compte le rendement (car ya des pertes) etc Si quelqu'un a une idée ça serai sympa

Merci par avance
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[albanxiii]

Bonjour et bienvenu sur le forum,

Comme indiqué ici : http://forums.futura-sciences.com/tp...-tpe-tipe.html

- Les sujets traités
Seuls les sujets relatifs aux questions administratives, pédagogiques et méthodologiques seront traités dans la section TPE/TIPE. Exemple : comment trouver une problématique ? Comment organiser mon plan de rapport ? Comment se déroule l’évaluation ? Comment préparer mon exposé ? Quoi mettre dans l’introduction ?
Par contre, les questions scientifiques ou techniques devront être posées sur les forums scientifiques ou techniques concernés.
Par exemple, dans le cas d’un TPE sur les Bobines, si la question concerne le fonctionnement d’une bobine ou les différents types de bobines, alors posez cette question sur le forum électronique : vous aurez davantage de réponses, et ça permettra d’éclaircir la section TPE.

vos questions relèvent de la physique, où je déplace donc votre sujet.

Pour la modération.

[PepitoLeChoco]

Ok pas de probleme,

Merci

[LPFR]

Bonjour et bienvenu au forum.
Ce type d’engin rentre dans la catégorie magnétostatique et non dans l’électromagnétisme.
Car même si les champs magnétiques ne sont pas vraiment statiques, leurs variations temporelles sont lentes.
Mais même ainsi c’est loin d’être simple. Le champ magnétique produit par une bobine est calculable « facilement » dans l’axe de la bobine et impossible à calculer analytiquement en dehors de l’axe.
Et la force d’un tel champ magnétique sur un aimant est encore plus difficile à calculer. Il faut faire des simplifications et des approximations et cela demande une certaine expérience.
Le railgun est plus facilement calculable.
Et tout cas il n’y a pas LA formule.
Et méfiez-vous de vos sources et ne mélangez pas la science-fiction et la réalité.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

Bonjour Pepito, vous avez beaucoup de questions, je n'en garde que quelques unes :

Qu'est ce qu'il fait que certains matériaux (genre ferromagnetique etc) sont aimantés alors que d'autres matériaux le sont pas (une explication au niveau microscopique) ?

Certains matériaux ont des particules de moment magnétique orientables. En fonction des contraintes entre ces ions ou électrons, vous obtenez différents types de comportement. Je vous conseille de voue reporter a Wiki pour des informations précises.

La force de Lorentz est valable pour une particule chargé mais si s'est un aimant (à la place d'un particule) est ce toujours valable (subit t'il la fameuse force F des 3 doigts) ?

Comme vous l'indiquez la règle s'applique à une particule chargée, c'est valable pour un fil parcouru par un courant puisqu'il s'agit de charges en mouvement. Un aimant c'est autre chose.

Que décrit les "équations de Maxwell" d'un point de vue physique (le rotationnel, et la divergence s'est pas pour tout de suite haha) ?

Sommairement, les équations de Maxwell donnent les relations quantitatives entre les charges électriques, les courants, les champs électriques et magnétiques. En particulier elles montrent que la dépendance entre champ électrique et magnétique entraine la possibilité de propagation d'ondes constituées par ces deux champs.

Au revoir.

[PepitoLeChoco]

Merci pour ces premières réponses

Certains matériaux ont des particules de moment magnétique orientables.

En effet, pour rebondir là dessus quelque chose m'échappe d'ailleurs. Nos bobines sont alimentés par un courant alternatif de fréquence 50Hz. (donc le courant s'inverse 50 fois par seconde); or quand on change de signe le courant, on change le sens du champ magnétique généré. Pourquoi notre projectile n'est il pas repousser et attirer 50 fois dans la même seconde (soit au final pas bouger) ? parce que ces moments magnétiques change de poles a chaque fois ? Mais comme notre projectil est un aimant permanant, ces moments magnétiques sont toujours fixes. (alignées avec les lignes de champ de la bobine)

Un aimant c'est autre chose.

Dans ce cas l'aimant subit qu'une force d'attraction (ou de repulsion) qui a pour direction l'axe de la bobine ? le vecteur B et Vprojectile sont colinéaire.


Est ce judicieux de parler des "théorie de Maxwell" dans le cadre de notre projet ? De ce que j'ai pus trouver s'est un canon "electro magnetique) mais de type classique contrairement à un canon magnetique par induction (ou là il y a bien la force de Lenz car le projectile possede un "mini solenoide" or nous s'est un aimant permanant)

Merci

[LPFR]

... Nos bobines sont alimentés par un courant alternatif de fréquence 50Hz. ...

Re.
Attirer un aimant avec du courant alternatif semble difficile.
J’insiste : méfiez-vous des sources.
Car si elles vous dissent qu’il faut utiliser de l’alternatif, il vaut mieux les jeter à la poubelle.
A+

[PepitoLeChoco]

Pourtant nous avons deja réaliser le projet. (j'ai une photo)
Je m'occupe pas spécialement de la partie réalisation, mais les bobines sont branchés directement sur le banc secteur (on peux voir sur la photo)

Je sais que normalement pour ce type d'experience les gens utilisent des condensateurs qui délivre un fort courant continue.
Pourtant nos bobines sont bien branché a de l'alternatif (à moins qui deserve du continue en secteur ) et nous avons fait le test et l'aimant se déplace belle et bien dans le tube.

La théorie contre dit ? il est impossible d'attirer un aimant par de l'alternatif ?!
Ce qui m'intrigue s'est que l'aimant (quand on laisse active la bobine) il se bloque a l'interieur de celle ci (comme si le courant serait continue et qu'il faudrait inverser pour le faire resortir)
Qu'en pensez vous ?

[phys4]

Si l'aimant ne vibre pas dans la bobine alimentée et qu'il est attiré, il est probable que vous l'avez désaimanté avec le courant alternatif.

Etes vous sur que c'est toujours un aimant ?

[PepitoLeChoco]

Certains, ils sont toujours aimanté et vibre bien lorsqu'il sont dans la bobine.

[phys4]

Il faudra construire une alimentation continue qui chargerait une. grosse capacité.
Une décharge dans la bobine pourrait alors lancer un aimant à travers la bobine.

Il faut que les constantes de temps électriques soient en phase avec le mouvement.
Bon courage.