calcul self pour expérience

[invite7464774e]

Bonjour,

Je voudrais faire une expérience...
Une self ou bobine connecté sur 2 LED en tête bêche...
Avec un aimant, je fais varié le flux dans la self, pour allumer ponctuellement les LED...

Question: es-ce jouable ?
Il me semble que oui, mais les calculs me décourage!

Je voulais réaliser moi-même la self, avec du fil émaillé...

Question: qu'elle est l'ordre de grandeur d'un aiment domestique ?
il semble que la réponse soit de 1T (Tesla)
ce qui me donne pour mon aimant de surface 300mm² : 3x10^-4Wb (Weber)
Jusque là, ai-je bon ?

J'ai trouver une formule:
L = Phi / I
L = 3x10^-4 / 0,02 = 0,015H = 15mH
0.02A car il faut environ 20mA pour une LED
Donc il faudrait une self de 15mH (millihenry)

J'ai trouvé une autre formule:
L = ( μ0 N² S ) / l
avec:
L = inductance en henry (H)
μ0 = constante magnétique = 4π × 10−7 H·m−1
N = nombre de spires
S = section de la bobine en mètres carrés (m2)
l = longueur de la bobine en mètres (m)

donc:
N² = ( L l ) / ( μ0 S )
N = { ( L l ) / ( μ0 S ) }^0,5
N = { ( 0.015x4x10^-3 ) / (4x3,14x10^-7x7,85x10^-7 ) }^0,5
N = { 6x10^-5 / 9,86x10^-13 }^0.5
N = { 60823545,13 }^0.5
N= 7798 spires

Je trouve que cela fait beaucoup à la main!

Vous pouvez voir s'il n'y a pas un pb dans le déroulement ?

Merci,

JM
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[vincent66]

Bonsoir
Et cette formule ne te dit rien : E=BLv ..?
Vincent

[erff]

Bonjour,

Question: qu'elle est l'ordre de grandeur d'un aiment domestique ?
il semble que la réponse soit de 1T (Tesla)

Attention, il s'agit là de l'induction rémanente. C'est la valeur de B obtenue si l'aimant était refermé sur lui même par un circuit magnétique de perméance infinie. Il suffit de mettre un entrefer dans ce circuit magnétique idéal pour que l'induction obtenue se casse la figure. Un aimant de 1T ne crée pas autour de lui un B de 1T si on le laisse "dans l'air"...ça ne marche que si on l'insère dans un circuit magnétique de forte perméance.
Dans ton cas la modélisation est complexe vu qu'en tournant, on change le point de fonctionnement (H,B) de l'aimant (en plus de faire changer de signe le flux)... le calcul du dPhi/dt va être compliqué (pas impossible, mais compliqué)

Pour se familiariser avec les aimants :
http://www.clubeea.org/documents/med...s_mac_elec.doc

[invite7464774e]

Je voie des formules dans touts les sens, mais je suis un petit peu à la ramasse pour faire le trie, et surtout pour les utiliser...

J'ai en ma possession, 1 aimant, et 2 LED...
l'aimant ; je ne crois pas que je puisse savoir ces caractéristiques ; donc, je dois lui fixer des caractéristiques les plus moyennes possibles.

Le but que je me suis fixer ; ce n'est pas de relever le défie de calculer tout les éléments, mais plutôt de monter à mon neuve le principe d'une conversion d'énergie mécanique en énergie électrique... et pour cela, j'ai besoin de voir les LED s'allumer quand j’excite l'aimant devant la bobine...

Bobine que je n'ai pas en ma possession ; et que je me suis dit: "pourquoi ne pas me là fabriquer!" ; ce qui tend à démystifier le principe de conversion.

Donc, dans le mesure du possible, je souhaite réaliser cette bobine... et j'appelle à l'aide pour la partie théorique...

Qui, pourrait donc m'aider dans cette partie théorique ?

JM

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7464774e]

En cherchant ta formule sur le net vincent66, j'ai trouvé une formule encore plus intéressante:
Phi = L i
avec:
Phi: flux en Wb
L: inductance en H
i: intensité en A

Mais bon, es-ce exploitable dans mon cas ???
Si-non, faut juste déterminer Phi.

JM

[erff]

Pour les aimants classiques (ferrites) on est plutôt autour de 0.3T en induction rémanente. Ceux qui dépassent les 1T sont trèèès chers.
Pour montrer le principe de conversion mécanique, pourquoi ne pas acheter un moteur à courant continu, en le faisant fonctionner en génératrice ? C'est le principe de l'aimant qui tourne dans des enroulements (enfin c'est l'inverse...mais tout est relatif).

PS : par contre il faut préciser comment tu veux monter ta manip ? Est-ce que la self est bobinée dans l'air, autour d'un circuit magnétique ? Où est placé l'aimant, comment est il actionné ? etc... Sinon aucun calcul n'est possible.

[erff]

EDIT : Désolé pour le double post, je n'ai pas vu #5 dans ma précédente réponse

Il te sera + intéressant de déterminer la tension induite dans l'enroulement, par la relation

La grande difficulté est justement de déterminer Phi. Car l'aimant crée un flux assez compliqué à calculer, quoique l'on peut s'en sortir avec quelques approximations si le mouvement de l'aimant est simple à modéliser... en réponse, et par la loi de Lenz, l'enroulement crée un flux qui va s'opposer à celui de l'aimant, et il faut le comptabiliser...en l'occurrence c'est le fameux Phi_enroulement=L*I (attention aux orientations). (donc Phi_total=Phi_aimant+Phi_enrou lement)

Concrètement, pour que ça marche au mieux, il faut arriver à
- faire en sorte que le + de lignes de champs créées par l'aimant passent dans l'enroulement.
- faire en sorte que l'aimant génère un flux de valeur importante, en le montant correctement dans un circuit magnétique à forte perméance...les entrefers étant inévitables pour permettre à l'aimant de se mouvoir (mais il faut les faire le + petit possible).

L'avantage d'une telle situation c'est que les calculs sont + simples (car on sait où vont les lignes de champ !!!)... si le montage est réalisé dans l'air, je n'ai pas de modèle simple à proposer (en d'autres termes, je ne sais absolument pas si les LED vont s'allumer)

[gienas]

Bonsoir pti-jean et tout le groupe

Bienvenue sur le forum.

B ... Je voudrais faire une expérience...
Une self ou bobine connecté sur 2 LED en tête bêche...
Avec un aimant, je fais varié le flux dans la self, pour allumer ponctuellement les LED...

Question: es-ce jouable ?
Il me semble que oui, mais les calculs me découragent ...

Tu as bien compris, en lisant mes prédécesseurs, que le calcul est loin d'être simple et sûr.

Par contre, pour l'expérimentation, et une "orientation" de tes calculs, je te suggère de débuter ton expérimentation avec la machine la plus simple qui existe, qui est facile à modifier, et qui est très peu chère: la dynamo de vélo, qui, contrairement à ce qu'annonce son nom (historique) est un alternateur.

Tout y est:

l'entraînement de l'aimant;

l'aimant;

le circuit magnétique avec un entrefer tout petit;

Le bobinage;

et le tout qui marche, même avec de simples commandes manuelles sur l'arbre.

Vraiment de quoi se régaler.

Si tu souhaites refaire le bobinage, c'est très facile avec un peu de soin, et tu pourras analyser les nouvelles performances, et mettre à l'épreuve tes formules.

[invite7464774e]

Bonjour,

Moi, je m'étais dit que cela dépendait de deux paramètres: 1) de l’inductance de la bobine 2) du flux magnétique de l'aimant

Es-ce que c'est faut, de dire cela ?

Le flux magnétique de l'aimant, comme la suggérer erff, je peux prendre 0,3T

Pour l'inductance: si les calculs théoriques me donnent la bonne quantité ; qu'es-que cela change qu'il y-est ou pas noyau de ferrite...
Mais, effectivement avec noyau de ferrite, la bobine serra moins encombrante, et comportera moins de spires ; on est d'accord!

Selon ce raisonnement ; s'il est juste ; il ne reste plus qu'a évaluer la valeur de l'inductance de la bobine, pour voir si elle est réalisable ; si, je la réalise ; avec ou sans noyau de ferrite ; ou si je dois plutôt l'acheter!

Mais... mon raisonnement est-il juste ?
Et s'il est juste ; combien me faut-il d’Henri ?

JM

[erff]

Re

Le flux magnétique de l'aimant, comme la suggérer erff, je peux prendre 0,3T

(Attention à la confusion Flux/Induction magnétique)
Comme je l'ai dit, ce n'est pas aussi simple que cela : un aimant NE PEUT PAS être considéré comme une source de flux (ou d'induction). C'est un élément qui possède une caractéristique B(H). Le point de fonctionnement dépend à la fois de cette caractéristique et de l'environnement de l'aimant (que l'on peu voir comme la droite de charge B en fonction de H).. Si tu as une induction à 0.3T c'est que ton aimant est tel que H est quasiment nul...autrement dit, que tes lignes de champ évoluent dans un milieu à très forte perméance (circuit magnétique)... si tu laisses l'aimant dans l'air, il se peut que ton induction tombe à 0.000003T car H sera proche du champ cohercitif (la seule façon de le savoir avec précision c'est de résoudre numériquement les équations de la magnétostatique).
Et encore, à ce stade je n'ai même pas encore parlé du flux généré par la self qui va contrer le flux généré par l'aimant...là encore, une résolution numérique est nécessaire.

Le circuit magnétique sert surtout à garantir un bon couplage entre l'aimant et la self -- car la valeur de L n'est pas très importante : ce qui compte c'est le couplage magnétique et l'énergie mécanique tu peux fournir à ton aimant -- et faire fonctionner l'aimant dans une zone où il est capable de convertir le + efficacement de l'énergie mécanique en énergie électrique (avec une induction proche de Brem/2 (critère d'Evershed)).
Je ne dis pas que ton idée ne marchera pas, je dis juste que je n'ai aucune idée du résultat...à moins de poser un calcul compliqué (+ méthodes numériques) qui me prendrait une journée
A la limite tu peux faire un double U en circuit magnétique avec un entrefer dans lequel tu loges l'aimant que tu fais bouger (des inversions Nord/Sud rapides en tournant par exemple), autour duquel tu bobines des spires (là encore, sans données, impossible de te dire le nombre à mettre...+ t'en mets, + la tension aux bornes sera élevée)... Les calculs seront mois fastidieux... mais bon...
... pour une simple expérience...

Bref, je vote pour la solution de la "dynamo" de vélo.