Comment générer un pic haute tension

[invited8706b4f]

Bonjour;

J'ai passé un moment à examiner le fonctionnement d'un circuit RLC série, mais je n'arrive pas à comprendre comment peut on générer un pic de tension permettant des creer un arc électrique (associé à un transformateur ).

Le circuit fonctionne selon 3 modes (amortis {Delta > 0}, pseudo-périodique {Delta 0} et critique {Delta = 0

Dans le cas de {Delta =0}, La valeur de la résistane pour laquelle le discriminant est nul et appelé "résistance critique" {Rc = 2 Sart(L/C)}.
Elle correspond à la valeur de la résistance pour laquelle le condensateur se décharge le plus rapidement dans la bobine.

Sachant ceci, je me dis que puisque la relation de la tension aux bornes de la bobine est donnée par : Ul(t)=L di(t)/dt, la configuration en {Delta = 0} devrait être la bonne.

Je pars donc du raisonnement suivant, le condensateur est chargé initialement à la valeur Uc(0)=Vo.
A t=0, on ferme l'interrupteur et le condensateur se décharge dans la Résistance et la bobine.

Cependant, j'obtiens les relations suivantes :
i(t)=-Vo/L*t*exp(-t/tau)
Ul(t)=-Vo*exp(1-t/tau)
Uc(t)=Vo*exp(1+t/tau)

Mais une fois tracée, rien n'indique l'apparition d'un pic de tension au-delà de Vo ...

En pièce jointe, j'ai mis le détail du calcul ainsi que le tracé des courbes obtenues.

Donc voilà, si vous avez plus d'info sur le sujet, je serais ravie d'avoir quelques éclaircissements.

Je vous remercie par avance
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[DAUDET78]

Bonjour loky83000 et bienvenue sur FUTURA
sans voir encore ta pièce jointe

Mais une fois tracée, rien n'indique l'apparition d'un pic de tension au-delà de Vo ...

Normal ! C'est mathématique .
Regarde le fonctionnement d'un allumage électronique de voiture. Ce n'est pas une self qui est utilisé , mais un transformateur.

[azad]

Ce qu'on ne voit pas ni dans ton document, ni dans tes calculs, c'est la somme de l'énergie dissipée (Effet Joule) dans le circuit.
Là est le secret, avec, comme le signale DAUDET, un enroulement supplémentaire couplé à L on obtient un transformateur. L' amortissement quand ce transformateur débite augmente ce qui fait décroître l'exponentielle plus rapidement mais l'énergie du système est transmise au secondaire sous la forme d'un arc, quand le rapport de transformation devient grand.

[calculair]

Bonjour,
Le fait de choisir Delta = 0 ton circuit est à l'amortissement critique.

Si tu veux fabriquer un pic de tension,il faut profiter du terme L di/dt

Il faut charger la self par du courant, avant de l'interrompre brutalement

si tu injectes 1 A dans une self de 1 henry et tu coupes ce courant en 1 micro seconde, la tension apparaissant aux bornes de la self sera de 1 000 000 Volts ! c'est mathématique.

Dans ton système c'est le condensateur qui est chargé et tente de ce décharger dans la self amortie par la résistance... Tu te prends mal

[A voir en vidéo sur Futura]

[calculair]

Bonjour,

Le problème de couper le courant dans les circuits selfiques crée souvent des difficultés. Cela provoque des arcs importants aux bornes des disjoncteurs qui s'opposent à la coupure du circuit . On ajoute des dispositifs pour souffler les arcs

Dans ton système, avant de décroitre, le courant dans la self doit s'établir, alors la force contre électromotrice L di/dt qui s'oppose à la montée rapide du courant.

Donc pour produire une surtension importante, il faut faire circuler le courant dans la self et disposer d'un système capable de couper ce courant rapidement ( éviter les arcs à l'ouverture du circuit si le dispositifs est mécanique )

Les surtensions peuvent être très importantes...

[invited8706b4f]

Ok, merci à vous pour vos réponses et en particulier à "calculair".

En effet, j'ai refait les calculs avec un battement sur l'interrupteur et on obtient bien un pic.

Je mets tout ça au propre et je reposte la solution.

[Biname]

Hello,

si tu injectes 1 A dans une self de 1 henry et tu coupes ce courant en 1 micro seconde, la tension apparaissant aux bornes de la self sera de 1 000 000 Volts ! c'est mathématique.

Tu coupes le courant en 1µs, tu coupes ou tu coupes pas ? En une micro seconde la résistance de l'interrupteur passe d'une résistance nulle à une résistance infinie et tu n'es plus dans le simple cas e=-L.di/dt, tu introduits une résistance variable R=F(t) dans le circuit.

Le plus simple est de demander à LTSpice par exemple, on simule la résistance variable en utilisant un mosfet comme interrupteur et en le commandant par un signal qui le coupera en 1µs (ou autre chose ???).

A suivre ...

Biname

[Biname]

Hello,

Voici le résultat de la simulation du circuit de Loky avec LTSpice. Aux signes près, ils correspondent parfaitement au graphique inclus dans le PDF De Loky (a mon avis LTSpice a raison ).

LTSpice peut initialiser des tensions à certains endroits IIRC, ne l'ayant jamais fait et pour m'éviter une heure de RTFM, j'ai préféré la source de tension qui émet une impulsion de 10ns et la diode, le résultat est le même.



Biname

[calculair]

Bonjour,

Je n'ai peut être pas compris toutes tes contraintes

Pour générer un pic de tension, il faut commencer par alimenter la self avec par exemple un genrtateur de tension

Le courant croit dans la self selon la loi I = V/R ( 1 - exp ( - R/L t ) )

au bout du temps t° le courant I ( t°) = V/R ( 1 - exp(-R/L t°) )

Alors le générateur de tension passe de la valeur i(t°) à 0 en t' très court ( délai )

Le pic de tension aux bornes de la self sera L V/(R t') ( 1- exp( - R /L t°) )

Le condensateur n'a pas lieu d'être là , la diode avec un fort isolement inverse oui

Il est preferable de couper le courant avec un transistor de commutation rapide.

[calculair]

Voila ma surtension théorique.....

Bonjour,

Je n'ai peut être pas compris toutes tes contraintes

Pour générer un pic de tension, il faut commencer par alimenter la self avec par exemple un genrtateur de tension

Le courant croit dans la self selon la loi I = V/R ( 1 - exp ( - R/L t ) )

au bout du temps t° le courant I ( t°) = V/R ( 1 - exp(-R/L t°) )

Alors le générateur de tension passe de la valeur i(t°) à 0 en t' très court ( délai )

Le pic de tension aux bornes de la self sera L V/(R t') ( 1- exp( - R /L t°) )

Le condensateur n'a pas lieu d'être là , la diode avec un fort isolement inverse oui

Il est preferable de couper le courant avec un transistor de commutation rapide.