TIPE: train a lévitation magnétique

[inviteb05edd78]

Bonjour,

Je travaille en ce moment avec un camarade de ma classe de prépa PSI* sur un sujet qui est "application aux supraconducteurs: le train a lévitaion magnétique".
Cependant certains détails nous échappent: nous essayons de comprendre l'utilisation des supraconducteurs dans ces trains, nous avons donc compris les bases de la supraconduction, à savoir la résistivité nulle et la lévitation magnétique. Seulement, voilà, nous ne savons pas du tout comment la technologie supraconductrice est utilisée dans les trains en questions c'est a dire les MagLEv.
Nous avons lu qu'il y avais des bobines supraconductrices dans les bogies (bobine de nobium-titane dans azote liquide), mais comment sont-elles utilisées? comment sont elles orientées? utilise-t-on les propriétés de lévitation du supraconducteur? de quoi sont faites les voies ? alimente-t-on les bobines du train en courant ? ou alimente-ton les voies ? ou les deux ?

Si vous avez la réponse a ces questions, veuillez me les faire parvenir, et si vous avez un schéma de fonctionnement n'hésitez pas,
merci a tous
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[trebor]

Bonjour,
Je ne suis pas un spécialiste, je vous donne mon avis qui n'engage que moi : La supraconductivité est recherchée et utilisée afin de réduire les pertes d'energie dûe à l'échauffement provoqué par la résistance interne de tout conducteur (bobinage, redresseur, transfo, rails ou caténaire,...), toutes c'est pertes d'energie augmente considérablement le courant à employer car je pense que l'intensité doit être élevée pour soulever un train : P(W) = I(A).R (r interne) à tout le circuit électrique. Et comme l'intensité est élevée ainsi que la résitance interne du train et des rails ou caténaire qui n'est pas nulle, on imagine bien que les pertes en sont proportionnelles.
Si on avait partout des conducteurs parfaits (0 ohm) la France pourrait sûrement se passer d'au moins une centrale nucléaire grâce à l'économie d'energie réalisée.
Amicalement. A+

[trebor]

Bonjour,
Je corrige la formule j'étais distrait, les pertes de puissance P(W)= r x I² exemple: 0,7 ohm x 100²Ampères = 7000 Watt de perte. Amicalement. A+

[Jeanpaul]

Sommes-nous bien d'accord ? Les trains à lévitation magnétique testés (cf aéroport de Manchester) n'utilisent pas la supraconductivité. Voir :
http://www.o-keating.com/hsr/maglev.htm
Déjà comme ça, ils reviennent fort cher à cause de la quantité de cuivre à installer pour créer les champs magnétiques nécessaires à la sustentation et à la propulsion.

[A voir en vidéo sur Futura]

[inviteb05edd78]

Et bien, si je pense, et je suis meme sur que le Maglev utilise la supraconduction. Et c'est bien là le but de mon tipe que de montrer l'interet des supraconducteurs, et aussi leur avantage (economique, ecologique....) par rapport au train basique

[LardonCru]

Pas d'avantage économique ou écologique en vue pour le Maglev...
Parce qu'il faut utiliser des énergies colossales pour faire léviter un train de plusieurs tonnes, tout en le faisant avancer. Pas très écologique donc...
Au niveau de l'économique, vu la dépense d'énergie et les technologies employées (au niveau des rames ou de la voie), le TGV ou Shinkansen est très loin devant le Maglev.

Le Maglev a quand même des intérêts, en passant:
-C'est une formidable vitrine technologique. C'est un aspect non négligeable de la chose...

-La fiabilité est accrue par rapport à un TGV, notamment parce qu'on n'a pas d'usure au niveau des pièces, ou très peu.

-La vitesse pourra devenir beaucoup plus élevé. D'abord parce qu'on élimine les frottements de la voie (logique), mais surtout parce qu'on élimine l'usure des trains de roulements et des dispositifs de freinage.
Le TGV atlantique est capable d'aller à 500 km/h depuis près de 15 ans, avec juste quelques "menues" améliorations d'une rame normale... 500 km/h sur un TGV, c'est faisable. Mais à quel prix? Et quel impact sur la sécurité?
Le Maglev est une réponse élégante à ces problèmes.

-Le but du Maglev n'est pas seulement de faire un "train rapide". En fait, ça fait un bout de temps que les ingénieurs rêvent de tunnels souterrains, avec une pression très faible, où ils pourraient "balancer" des rames de train à des vitesses ahurissantes, quasiment sans frottement. Disons que le Maglev est une étape préliminaire...

[Jeanpaul]

Et bien, si je pense, et je suis meme sur que le Maglev utilise la supraconduction. Et c'est bien là le but de mon tipe que de montrer l'interet des supraconducteurs, et aussi leur avantage (economique, ecologique....) par rapport au train basique

Pas si sûr : voir le site ci-après, qui distingue 2 cas : celui du Maglev, commercial et EDS, en développement, qui utilise(ra) la supraconductivité.
http://www.alumni.ca/~leun4m0/Howitworks.html
On ne voit pas comment faire pour maintenir la température de l'azote liquide sur des centaines de kilomètres, ni l'énergie que ça demanderait..

[invite84c3ec5b]

bonjour,

Le train japonais Maglev utilise bien la supraconduction mais seulement dans le train et non sur toute la voie comme Jeanpaul le dit. En effet, le train Maglev utilise la supraconduction qu'à partir du certaine vitesse supérieure à 100km/h. En dessous de cette vitesse le train utilise des roues d'avion pour avancer. Ainsi, à partir de cette vitesse les champs magnétiques sur la voie induisent un courant magnétique dans les supra conducteurs ce qui entraînent la lévitation du train.

Comme preuve allez voir sur le site du maglev:
http://www.rtri.or.jp/rd/maglev/html...inciple_E.html

Vous trouverez d'autres informations sur ces sites:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Train_%...agn%C3%A9tique
http://www.supinfo-projects.com/fr/2006/levitation/2/

[invite4b8fb59c]

Bonjour,

Pour ceux qui sont intéressé par la lévitation magnétique, il y a des exemples plus simples que les trains. J'ai envisagé de faire mon TIPE sur la lévitation d'une toupie magnétique, appelée lévitron, qui est un jouet scientifique passionnant. Je m'oriente plutôt en ce moment vers un sujet mathématique, mais j'aimais bien ce sujet qui est pluridisciplinaire:

- electromagnétisme
- mécanique
- étude de stabilité
- éventuelles applications scientifiques (mesure de frottement sur l'air, ...)
+ possibilité d'expérience pendant la présentation

J'ai encore plein d'autres sujets en tête, pour ceux qui seraient en manque d'inspiration.

[invited785fdbf]

moi aussi je pensais faire mon TIPE sur ce sujet (bien que mon prof de physique ne paraisse pas trop emballé)
mais je voulais juste savoir quel type d'expérience on peut réaliser ( à part mettre la toupie en lévitation 5 s), car dans mon lycée on avait fait une expérience avec des bboines pour que ce qoit plus stable il fallait calculer le champ magnétique a produire..pour que la toupie puisse rester en lévitation des heures
merci

[invitee64c2624]

Moi aussi je serais intéressée pour savoir quelle expérience réaliser, et surtout savoir si vous avez trouvé des contacts qui travaillent dans ce domaine en France? connaissez vous des écoles qui travaillent sur les trains à lévitation magnétique?

[invite05be975a]

Bonjour,

Nous aussi on fait un TPE sur les trains magnétiques. Vous savez où ont peut trouver des matériaux supraconducteurs?

Bonne soirée

[invitea1277cba]

Il te sera très difficile de manipuler des matériaux en état de supraconductivité. Par contre, si tu veux, tu peux faire des expériences plus simples en faisant léviter/sustenter des bobines de cuivre. D'ailleurs seul le maglev utilise la supraconductivité pour avancer. Si tu veux un schéma d'expériences, tu en trouveras facilement sur internet. Par exemple : http://trainsmagnetiques.tpe-facile.fr/

[kobejjenkins]

Bonjour
Je suis un élève de premier SSI et pour mon TPE a choisi comme sujet la sustentation magnétique et plus précisément la sustentation électromagnétique. J'ai comme indications d'intégrer dans ce sujet des maths et de la SI. Je voudrai de l 'aide pour intégrer les maths et la SI .

Merci de votre aide!!!

[Antoane]

Bonjour et bienvenue,
On peu t'aider, mais il faut poser des questions précises... Là, ca ressemblerait presque à "faites moi mon tpe". Et ça, ça va pas

pour mon TPE a choisi comme sujet la sustentation magnétique et plus précisément la sustentation électromagnétique.

Non, tu as choisi la lévitation magnétique. Ce n'est pas parce que le champ magnétique est généré par du courant circulant dans une bobine que c'est une lévitation électromagnétique.

[kobejjenkins]

Je suis désolé que tu est cru que je demandais de faire mon TPE a ma place
j'ai presque fini mon TPE mais comme je l'avais dit précédemment je n'arrive pas a intégrer de maths dedans tous ce que j'ai trouvé étais de la physique et en plus comme tuteur j'ai un prof de math qui ne m'aide pas du tous donc

[Antoane]

Bonjour,

On ne t'attendais plus

Tu peux essayer de décrire ici ce que tu as fait -- mais sans grande garantie de succès. J'imagine que tu as fais des calculs , que ce soit pour analyser ou concevoir ton expérience, cela ne suffit-il pas ?

Cette histoire de 2 matières n'existait pas à mon époque

[kobejjenkins]

j'ai fait une maquette, donc acheter un supraconducteur et des aimants (malgré que je n'arrive pas à trouver de l'azote liquide), donc la maquette remplis la parti SI et pour les math j'ai fait des recherches mais tous ce que j'ai obtenu n'est pas de mon niveau et cela est trop compliqué. Exemple: des calculs numérique pour calculer la hauteur de lévitation de mon train selon la taille des aimants, du supraconducteur... L'étude des lignes de champs de mon aimant permanent pour savoir quelle disposition des aimants est meilleure... Mais tous ces calculs font appellent a des notion physique ou mathématique trop compliquer pour les appliquer (meme si j'arrive à comprendre certaines choses le jours de l'exams je ne saurais expliquer ces notions la) .