Hystérésis

[invite78f958b1]

Bonjour,
je bloque sur un problème traitant sur le magnétisme.
Le problème est que j'ai du mal à comprendre ces notions.
Il semble que l'hystérésis corresponde à un retard dont voici la "représentation caractéristiques"(image jointe)

Je ne comprends pas entre quelles grandeurs s'effectuent le retard. Pouvez vous m'expliquer cette courbe

Concernant les courants de Foucault, je sais que cela correspond à un courant induit dans le conducteur.
Mais concrètement, comment cela peut générer des pertes dans un transformateur ?

Merci d'avance
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[erff]

Bonjour,

Le cycle concerne B(H) : induction magnétique en fonction du champ magnétique (ou de l'aimantation ça à la même tête à peu près).

PS : c'est bien + complexe qu'un retard...Par contre si on soumet un hystérésis "raide" non plat en haut et en bas à un sinus, alors oui, on a en sortie un sinus retardé (au premier harmonique)...l'angle de retard nous donne une information sur la largeur du cycle.

Concernant les courants de Foucault, je sais que cela correspond à un courant induit dans le conducteur.
Mais concrètement, comment cela peut générer des pertes dans un transformateur ?

Eh bien...si tu as un B(t) non constant, alors tu as un Phi(t) dans le transfo, donc tu as un dPhi/dt, et donc tu as des tensions induites dans le fer...donc il y a un I=V/R (résistance que voit la boucle de courant) et donc il y a du R*I² (pertes)

[jiherve]

Bonsoir,
Où as tu vu une échelle temporelle ?
L'abscisse c'est H (champ) et l'ordonnée B(induction).
JR

[thundertom]

Salut,

il ne s'agit pas vraiment d'un retard, mais plutôt d'une rémanence.

tu as certainement remarqué que les métaux féromaniétique sont attiré pour les aimants et que si l'aimant est assez fort, le métal reste un peu aimanté après retrait de l'aiment.

Le graphique en PJ représente exactement ce phénomène.
Au début de la manipulation, l'aimantation du matériel est nul, si on augmente le champ magnétique la magnétisation du matériel suit la courbe verte.

Au contraire, quand on réduit le champ magnétique la magnétisation du matériel suit la courbe rouge, si bien que quand le champ est nul, il y a une magnétisation résiduelle du matériel.

Si l'on souhaite réduire à 0 cette magnétisation, il faut inversé le sens du champ, la magnétisation suit alors la courbe rouge.

Quand on réduit le champ inverse, on resuit la courbe vert et l'on se retrouve avec un matériel démagnétisé.

[A voir en vidéo sur Futura]

[erff]

Par contre si on soumet un hystérésis "raide" non plat en haut et en bas à un sinus, alors oui, on a en sortie un sinus retardé (au premier harmonique)...l'angle de retard nous donne une information sur la largeur du cycle.

Je reformule mon truc, car j'ai très mal écrit :

Si on soumet une sinusoïde (tension) à un système avec hystérésis (transfo), alors le fondamental de la sortie (courant) est retardé par rapport à l'excitation, d'autant + fortement que le cycle est large

[Tropique]

Une des façons de se représenter l'hystérésis est d'imaginer un système mécanique possédant du jeu et du frottement: on modifie un réglage, un bouton p.ex., et on regarde la grandeur de sortie, l'effet du réglage.
On augmente, jusqu'à arriver au niveau désiré, mais on s'arrête un peu trop tard. Dans un système sans hystérésis, il suffirait de revenir en arrière d'un micro-chouia, pour voir une réaction dans le bon sens, et pour corriger.
Avec un système ayant de l'hystérésis, si on a dépassé la consigne ne serait-ce que de 1/1000ème de %, il faudra revenir de 1% en arrière avant de voir quelque chose changer à nouveau. Ce qui est un cauchemar à réguler, et il faut en général admettre que le régulateur ait également une bande morte, ou qu'il soit de type "bang-bang", càd qu'il oscille tout le temps d'un état à l'autre.

On fait souvent intervenir le temps dans l'explication de l'hystérésis, malgré que la valeur absolue du temps soit en général secondaire ou sans importance: c'est parce qu'il y a une notion de précédence qui va gouverner l'effet. Selon que l'on monte après une inversion de sens, ou que l'on monte de façon continue, le résultat sera très différent. A ce titre, cela a des répercussions sur l'entropie, et donc la puissance perdue: dans les matériaux magnétiques, cela provoque une dissipation. Ce ne serait pas le cas si le sens du temps était indifférent.

Pour les courants de Foucault, toute boucle conductrice entourant tout ou partie du noyau se comportera comme un secondaire parasite, en court-circuit, et dissipera de la puissance dans sa résistance propre.
Si le matériau est continu, homogène et conducteur, c'est assez évident; mais même s'il est divisé, chacune des particules se comportera comme une petite spire en court-circuit, et si un grand nombre de particules sont en contact, elles formeront une chaîne conductrice interceptant également une portion du flux.
En général, ces effets coexistent concurremment.

[invite78f958b1]

EDIT: Je n'ai pas encore lu la réponse de Tropique.

Merci à vous tous pour vos explications.

Je dois préciser que l'axe verticale correspond au champ magnétique B et que l'abscisse à l'excitation H.
Je dois tenter de comprendre l'hystérésis plus sur le mode de retard que sur Rémanence (Mais merci tout de même)

Si on soumet une sinusoïde (tension) à un système avec hystérésis (transfo), alors le fondamental de la sortie (courant) est retardé par rapport à l'excitation, d'autant + fortement que le cycle est large

L'excitation que vous parlez, est ce bien H ? Je n'arrive pas à comprendere concrètement, par ce qu'une excitation et un courant n'ont pas trop de liens, non ? (au niveau des électrons ?)

[erff]

Dans un transfo H c'est comme le courant, et B c'est comme la tension car :

Théorème d'Ampère :
Maxwell-Faraday (version macroscopique) : (en régime sinusoïdal)

Donc si on impose la tension (=imposer B dans le transfo), il en résulte un courant (proportionnel à H)...du coup tension et courant vont être "victimes" de l'hystérésis tout comme le sont B et H