Problème ... tension un peu trop élevée: 100KV!!!

[invitea250c65c]

Bonjour,

Je me suis trouvé légèrement surpris quand j'ai constaté qu'il y avait aux bornes d'un de mes montage 100KV.
En fait je m'entrainais avec ces histoires de circuit bouchons, de circuit serie LC ... sur un logiciel de simulation que l'on m'a recommandé et quand j'ai fait la simulation, j'ai trouvé 100 KV aux bornes de L.

Dans mon montage il y avait en serie:
-Une source de tension alternative sinusoidale 5V eff, 5MHz.
-Un condensateur 1 pF
-Une self 1 mH

J'avais calculé ceci:
Zc=1/(2pi*0.000 000 000 001*5 000 000)=31 830 ohms.
Zl=2pi*0.001*5 000 000=31 415 ohms
Donc Ztotal="racine"((31 830-31 415)²)= 415 ohms (sans tenir compte de la resistance en continu de la bobine).
Donc I=5Veff/415ohms=12mA eff.
J'avais donc prévu d'avoir Uc=0.012*31 830 = 382 Veff et Ul=0.012*31 415 = 377 Veff.

Je fais la simulation et je trouve aux bornes de L une tension alternative sinusoidale dont l'amplitude monte de 0V a 100 KV en quelques micro-secondes.

Est-ce que quelqu'un a une explication parce que j'avoue que la je suis perdu

Merci d'avance!
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[Jack]

bonsoir,

Donc I=5Veff/415ohms=12mA eff.

on ne peut pas faire ça avec des impédance complexes (courant et tension ne sont pas en phase)

Je n'ai pas fais le calcul, mais cette tension peut s'expliquer. Dans l'expression de la tension aux bornes de L, au dénominateur est égal à 1-LCw², et ce dénominateur peut s'annuler pour une certaine fréquence (de résonnance).
Si le dénominateur s'annule, la tension tend vers l'infini.

En réalité, les composants ne sont pas parfaits. L par exemple peut présenter une résistance non négligeable, ce qui change le coefficient de qualité du circuit et donc la surtension.

A+

[invitea3eb043e]

OK avec Jack.
De plus, un ancien m'avait un jour dit que les picofarads et les millihenrys, c'est comme les emmerdements : ça vient toujours par paquets.
Donc 1 pF et 1 mH, c'est vraiment peu.

[monnoliv]

1pF c'est peu mais 1mH c'est déjà une belle bobine.

[A voir en vidéo sur Futura]

[curieuxdenature]

Salut ElectroFred,

pour éviter ce défaut, il faut donner une résistance à la self, par exemple une bonne valeur pour 1 mH est 10 ohms.
Le simulateur calcul en effet comme on te l'a dit, avec des valeurs qui tendent vers l'infini, c'est théorique seulement.

[invitea250c65c]

Merci de vos reponses mais je n'ai pas tres bien compris comment par le calcul je peux retrouver cette tension de 100 KV environ.
Et pour les impédences complexes, comment fait-on pour mesurer la tension par rapport a l'intensité?
I=U/R n'est-il pas valable en alternatif ?

[curieuxdenature]

Le coefficient de surtension est une caractéristique dûe à la variation rapide d'un courant important dans une inductance.

Les formules ce sont les formules, mais bon, un petit exemple pratique est plus parlant.

Dans une self de valeur 1 Henry, un courant de 1 ampère est coupé en 1 milliseconde.
La tension instantanée qui sera présente aux bornes de L sera de
U=L I /10^-3 = 1000 Volts

Plus le temps de coupure est bref, plus la tension instantanée sera élevée.
Dans la pratique, la resistance de la self est un facteur limitatif important, de même que les limites mécaniques des interrupteurs.

Un exemple d'application pratique de ce phénomène est l'allumage des bougies de la voiture à essence.
La bobine de delco a un rapport de transformation de 60.
Avec une tension de 12 Volt il est impossible d'atteindre les 10 000 Volts puisque on aurait au maximum 60 * 12 = 720 Volts.
Mais avec un coefficient de surtension de 20 on les dépasse largement, 20 *12 volts au primaire sont transormés en 240 * 60 soit 14 kV au secondaire.
Le phénomène est optimisé grâce à un petit condensateur au papier de 0,2 µF mis en parallele sur l'interrupteur.

Voilà qui devrait t'aider pour ton projet d'inductancemètre...
On t'en dira plus au fur et à mesure de tes découvertes.
a+

[invite991bf57f]

1- L x C x (2 x pi) ^ 2 = 0 pour f = 3.16 Mhz ( à peu prés). Si dans ta simulation tu entre cette frequence tu verras que tu a une tension infinie. Le comput. ca ne le géne pas. Ton montage si : en fait les éléments parasites de la self (simulés par une résistance en série) et de la capa ( une résistance en //) limittent cette tension. Heureusement d'ailleurs, sinon on seraient tous morts avec des tensions pareilles

[invitea250c65c]

Bonjour,

Merci de vos reponses j'ai beaucoup appris.

Mon probleme est en fait de calculer les tensions par rapport aux intensités ... et oui malheureusement U=R*I ne résout pas tout ... domage

Donc comment pourrais-je faire pour calculer I dans le circuit?
Ca doit etre quelque chose qui a rapport avec le dephasage, mais je ne sais pas exactement quoi, donc j'ai 5V eff aux bornes de C et L dont Ztotal=415 , on a donc une intensité I dans le circuit de ???

Et apres pour calculer la tension aux bonres de chaque élément, il ne suffit pas que je fasse U=Zi?


Merci d'avance

[curieuxdenature]

Bonjour Electrofred,

voilà un lien qui va t'aider un peu.
http://perso.wanadoo.fr/f5zv/RADIO/RM/RM34/RM34.HTM

Le problème est que dans ton montage on s'éloigne pas mal de la théorie empirique connue de tous les techniciens en electronique.
Un calcul plus rigoureux necessite le niveau BTS et DUT.

Le coefficient de surtension est réputé être fourni par U * ZL /RL
mais comme tu le constates, on est loin du compte...
10V * 31500 / 10 donnerait 31500 Volts et la simulation donne plus de 550 Volts à peine.

Les équations donnent de mon côté : 534 V et 17,5 mA avec tes valeurs. (la simulation donne 595 V et 18,5 mA)

[invitea250c65c]

Bonjour,
Oui en effet tes calculs correpondent plus et moi j'avais trouvé environ entre 12 et 17 mA (en fonction des arrondis et des valeurs crete ou efficaces ...).
Mais dans la simulation il me semble que I est de 2A ou quelque chose comme ca.
Avec de telles impédances et 2A il n'est odnc pas surprenant que l'on monte a 100KV.