Bonjour,
Je souhaiterais savoir comment réagit une onde électromagnétique lorsqu'elle rencontre un materiau ferromagnétique. Je comprends que l'électricité magnétique de l'onde va accroitre le champ magnétique du matériau. Quelles propriétés de l'onde vont être modifiées? La longueur d'onde? Et si oui l'onde récupère t'elle ses propriétés lorsque qu'elle quitte le champ magnétique du matériau?
Merci
Phil
Bonjour et bienvenu au forum.
Il va de soi que les seuls matériaux ferromagnétiques qu’une onde peut traverser sont des isolants. Donc, il ne reste que les ferrites.
On a bien utilisé des ferrites comme noyau pour des antennes de réception en grandes et moyennes ondes. Mais on ne peut aps dire que l’onde traversait le milieu car la longueur d’onde était très grande comparé au bâtonnet de ferrite.
Je ne connais pas bien le sujet. Mais il me semble que si on reste dans la partie linéaire de la ferrite, il ne se passe rien de spécial.
Par contre si on rentre dans la partie non linaire (ferrite saturée) il se passe des choses très amusantes.
On utilise encore des dispositifs qui utilisent ces comportements. Notamment pour faire des coupleurs directionnels : « T magiques » (coupleurs directionnels) en micro-ondes.
Vous avez un bouquin dans Google :
https://books.google.fr/books?id=tgF...errite&f=false
Au revoir.
En fait, j'ai lu un article qui parlait de matériaux absorbants (avion furtif) qui modifiaient l'onde, qui diminuaient la longueur d'onde de telle sorte que l'onde passait dans le spectre de l'ultraviolet. Mais je n'ai pas bien compris le mécanisme.
Il semble que ce soit des matériaux qui modifient la fréquence d'ondes . Est-ce parce qu'une partie de l'énergie magnétique est transmise au matériau entrainant une modification de l'énergie électrique?
Bonsoir.
A ma connaissance, les matériaux absorbants ne font qu'absorber l'onde (les ondes des radars), c'est à dire que l'onde n'est pas réfléchie comme cela se passerait sur une surface métallique. Le but est de ne pas être détecté par un radar. Ils ont aussi une géométrie telle que les ondes réfléchies ne retournent pas vers le radar, ou à un niveau très faible. C'est l'origine des formes en "dents de scie" des bordures de certains plan métalliques sur les F 117. C'est d'ailleurs aussi l'origine de la forme des superstructures de certains bateaux militaires avec des plans non verticaux.
Mais, les avions furtifs sont aussi munis de dispositifs capables de renvoyer l'onde du radar avec un décalage temporel et/ou de fréquence (simulant l'effet Doppler) simulant une réflexion sur un objet plus éloigné allant à une vitesse différente.
BonjourEnvoyé par Philau1966
La fréquence des UV est sans commune mesure avec la fréquence des ondes radar!!!
On recouvre parfois un métal par un matériau magnétique ET absorbant,parce qu'il se trouve qu'un tel matériau permet de réduire le coefficient de réflexion , intéressant pour les avions furtifs.
En effet, à proximité du métal, le champ E parallèle s'annule, et donc il faut absorber l'énergie du champ H, ce que permet la ferrite avec un angle de perte.
Par contre, pour rendre l'avion furtif, cela ne suffit pas, car l'impédance d'onde E/H est modifièé, donc il subsiste une onde réfléchie. D'autres astuces sont nécessaires ...
Sinon, pour savoir ce qui se passe avec une onde dans un matériau magnétique, il faut appliquer les éq de maxwell...
Dernière modification par gwgidaz ; 27/08/2015 à 07h49.
Bonjour,
Ce n'est pas en modifiant l'énergie qu'on change la fréquence ! Nous ne sommes pas dans l'aspect corpusculaire des ondes....Nous sommes dans le cadre électromagnétique.
Il n'existe pas de matériaux modifiant la fréquence des ondes radars réfléchies par l'avion. La fréquence est un peu modifiée par l'effet Doppler.
,
Bonsoir.
@ gwidaz
Le but n'est pas d'éliminer la puissance rfléchie, mais de la rendre suffisamment faible pour ne pas être détectée par le radar.
C'est obtenu en associant le matériau absorbant et la géométrie de l'avion. Tant que faire se peut, il n'y a pas de plans verticaux, les inévitables arrêtes sont en dents de scie pour disperser les ondes réfléchies. Par ailleurs, les matériaux absorbants peuvent se montrer plus performants aux fréquences des radars.
Naturellement, il y a une course poursuite entre performance des radrs et moyens de furtivité.
Bonsoir à tous,
je m'intéresse aussi à l'influence des matériaux ferromagnétiques sur les OEMs.
Philau, je pense que tu voulais dire que les ferrites permettaient de diminuer la fréquence de l'OEM incidente et de transformer les ondes radars en IR.
Gwgidaz, tu écris que "à proximité du métal, le champ E parallèle s'annule, et donc il faut absorber l'énergie du champ H, ce que permet la ferrite avec un angle de perte. ". Je ne suis pas sure de bien comprendre la signification de cette phrase. Qu'entends tu par "absorber l'énergie du champ H"? et pourquoi est-ce nécessaire?
De plus, il faut bien faire attention aux divers phénomènes dont on parle car la ferrite est un matériau non linéaire. Ainsi les équations de Maxwell sont-elles utilisables?
Bonjour et bienvenu au forum.
À la surface d’un conducteur parfait le champ E s’annule ce qui implique, non la disparition de l’onde, mais l’apparition d’une onde réfléchie de même amplitude.
Si le conducteur n’est pas parfait, l’amplitude de l’onde réfléchie est inférieure à celle de l’onde incidente. (Comme dans un miroir ordinaire en argent, qui est un bon conducteur mais pas parfait).
Les ferrites ne permettent pas de modifier la fréquence des ondes électromagnétiques. Mais si elles ont des pertes et elles chauffent, elles émettront un peu plus d’infrarouges qu’a froid. Mais pour cela il faut déjà que la puissance absorbée soit significative.
Des qu’une onde arrive à la surface d’un milieu où la permittivité et/ou la perméabilité sont différentes que celle dans le milieu actuel, il y aura une onde réfléchie.
Pour qu’il n’ait pas d’onde réfléchie il faut que les impédances des deux milieux :
Soient identiques
On pourrait espérer d’utiliser un matériau dont le rapport µ/ε soit le même que celui de l’air. Mais, dans ce cas, il n’aura pas des pertes. Si on veut, en plus, des pertes, il faudrait que le rapport ente µ complexe (en incluant les pertes magnétiques) et le ε complexe (en incluant les pertes diélectriques) soit réel et égal à celui de l’air. Ce n’est pas simple. Surtout si ça doit être vrai pour des fréquences différentes.
Au revoir.
Dernière modification par LPFR ; 29/08/2015 à 06h32.
Si on absorbe l'énergie du champ H, l'onde réfléchie aura une amplitude plus faible, et c'est toujours ça de gagné...Et près du métal, il y a surtout du champ H. Mais comme te l'a dit LPFR, il est très difficile de réduire entièrement la réflexion. A mon avis, impossible.
On vend dans le commerce des plaques de ferrite absorbante, qu'il faut coller contre les parois des boîtiers dans lesquels on veut supprimer les résonances parasites.
Non linéarité de la ferrite : L'effet des non linéarités dépend de l'amplitude de l'onde. L'onde issue du radar ne possède pas, au niveau de la paroi, un niveau suffisamment élevé . Une non linéarité se défini par la courbe réponse / excitation. Par exemple, courant fonction de E ou de H. Si cette courbe n'est pas une droite, on décompose la fonction suivant un polynôme ( Taylor...) : f(x+h) = f(x) + hf'(x) + h2/ 2 f" (x) +...... Si le matériau est non linéaire, les termes au delà de f'(x) ne sont pas nuls, mais le résultat est petit si h est petit, puisque fonction des puissances de h. Conséquence : La matériau non linéaire reste linéaire aux petits signaux...
Bonsoir et merci à tous et toutes pour votre collaboration.
Que faudrait il faire pour modifier le rapport µ/ε de telle sorte que celui-ci soit égal à celui de l'air. Pourquoi tout matériau qui aurait ce rapport aborsberait il les ondes?
Je comprends que la ferrite reste lineire aux petits signaux mais qu'entend on par petits signaux?
Encore merci
Philau
Bonjour.
Non. Relisez ce que j’ai écrit.
Si le rapport µ/ε est le même que celui de l’air il n’y aura pas d’onde réfléchie.
Pour qu’il y ait absorption il fait, en plus, qu’aussi bien µ que ε soient complexes.
Les petits signaux sont ceux des ondes reçues par un émetteur pas trop proche. Mettons (choix arbitraire), des ondes dont le champ E est inférieur à 10 mV/m et B, en conséquence, inférieur à 33 pT.
Au revoir.
Bonsoir
J'avais cru comprendre que s'il n'y avait pas d'onde réfléchie, alors cela signifiait que l'onde était absorbée. Que signifie donc absorber? Tu dis "en plus, qu'aussi bien µ que ε soient complexes".
Merci
Philau
Bonjour.
S’il n’y a pas d’onde réfléchie, cela veut dire que toute la puissance surfacique de l’onde incidente entre dans le matériau. Cela ne veut pas dire qu’elle soit absorbée (transformée en augmentation de température du milieu).
Par exemple, quand la lumière arrive sur des lunettes de vue avec traitement anti-reflets, il y a très peu d’onde réfléchie. La lumière entre dans le verre ou le plastique de lunettes et ressort de l’autre côté sans être absorbée.
Par contre s’il s’agit de lunettes de soleil, la plupart de l’onde entre dans le verre ou le plastique. Une partie est absorbée par le matériau et l’autre sort de l’autre côté.
Quand on dit que l’indice de réfraction, la constante diélectrique, la permittivité ou la perméabilité sont complexes, on veut dire qu’il y a des pertes diélectriques et/ou magnétiques.
Quand on travaille avec le formalisme de impédances (ajout d’une partie imaginaire), on fait une toutouille mathématique avec les formules pour inclure ces pertes dans les constantes mentionnées, ce qui simplifie les calculs. Mais ce n’est qu’une façon de se simplifier la vie. Les constantes physiques restent réelles, avec des pertes.
Quand je dis "en plus, qu'aussi bien µ que ε soient complexes", cela veut dire que non seulement le rapport des vrais valeurs de µ et ε doit être le même que dans l’air, mais que, en plus, les pertes diélectriques et les pertes magnétiques doivent avoir le bon rapport pour que, après la toutouille, le rapport des µ et ε complexes soit le même.
Au revoir.
Dernière modification par LPFR ; 31/08/2015 à 06h14.
Bonjour,
En poursuivant mes recherches, j ai cru comprendre qu il y avait un lien entre l aimantation et le cycle d hystéries, en effet plus le cycle est grand, plus le matériau absorbe le champ magnétique. Mais quels paramètres modifiés pour avoir un grand cycle?
Bonsoir,
Savez vous Quels paramètres des materiaux ferromagnétiques vont être modifiés lorsque ceux ci sont places dans un champ EM? Et peut on modéliser le lien entre ces paramètres et la puissance de l onde envoyée?
Bonjour,
je cherche l'excitation minimum à appliquer à la ferrite pour qu'elle soit à saturation (courbe d'hystérésis).
J'ai trouvé,selon une expérience faite, que sa saturation était à 0,6T. Est ce toujours le cas ou est-ce spécifique à l'expérience?
De plus, le calcul de la perméabilité relative de la ferrite,
mu,r=B/Bo
donne mu,r=10.
Est-ce toujours le cas? (ce qui paraitrait logique car c'est une caractéristique du matériau, non?)
merci d'avance
Bonjour.
Parler des propriétés des ferrites est comme parler des propriétés des plastiques. Il y en a tellement de types que l’on ne peut pas généraliser.
Regardez les images de Google vous donne pour [ferrite hysteresis]
Les valeurs que vous avez de µr = 10 et Bsat=0,6T, ne sont valables que pour celle que vous avez mesuré.
Et n’oubliez pas que le µr est non linéaire et dépend de B. La valeur donnée par le fabriquant est celle loin de la saturation.
Et puisque vous semblez parler de champ EM, les propriétés de ferrites dépendent beaucoup de la fréquence.
Au revoir.
Ah d'accord, merci beaucoup!
Mais dans ce cas, comment connaitre la saturation d'une ferrite (si on choisit un modèle particulier)? Y-a-t il un lien avec la surface de contact entre l'onde et la ferrite?
Et en quoi les ferrites dépendent-elles de la fréquence de l'onde EM incidente?
Re.
La plupart de ferrites ordinaires (utilisées dans le transformateurs et alims à découpage) ont des pertes lourdes au dessus du MHz. Mais on faisait il y a des années des ferrites pour les transformateurs de fréquence intermédiaire (455 kHz ou 10,7 MHz). Et on sait faire des ferrites qui fonctionnent aux fréquences de micro-ondes.
Mais avant de vouloir saturer votre ferrite avec une onde EM, rappelez-vous que (en gros) E = c.B. Donc, pour saturer une ferrite avec un champ de mettons 0,1 T il faudrait une onde avec un E de 3 10^7 V/m. C’est vraiment gros comme champ. Donc, il faut avoir des ferrites qui saturent à de très faibles champs magnétiques.
D’autre part, le champ magnétique des ondes EM doit respecter les conditions limites à la frontière de la ferrite. Une de ces conditions est que la composante de B parallèle à la surface est µr fois plus grande que celle dehors.
C’est la raison de l’utilisation des bâtonnets de ferrite comme antennes pour le LW et MW dans les postes à transistors des années 60 : le bâtonnet de ferrite « attire » le champ magnétique de l’onde.
A+
