plaques à induction et matériaux magnétiques

[gatsu]

Bonjour,

Au cours d'une discussion sur l'achat d'une plaque à induction j'ai appris que ces plaques de cuisson ne marchaient qu'avec des récipients ferromagnétique (doux je suppose) et paramagnétique... en tout cas ça ne marche pas avec du cuivre et de l'aluminium !!

En me rappelant plusieurs exercices d'électromagnétisme sur les courants de Foucault que j'ai fait il y a quelques années sur l'explication du fonctionnement des plaques à induction, il me semble qu'on ne s'occupait pas du tout de savoir si le matériau était magnétique ou pas; seul le fait qu'il soit conducteur comptait.

Ma question est donc de savoir pourquoi les plaques de cuisson à inductions ne marchent pas avec une poelle en alu ou en cuivre ?
J'ai bien ma petite idée mais bon...

merci d'avance pour votre réponse !
-----

[Tropique]

Hello

On peut voir ça comme un problème d'adaptation d'impédance; pour que la cible chauffe, il faut que la spire en court-circuit qu'elle représente capte un maximum de flux; or l'ensemble plaque/casserole constitue un ensemble magnétique à couplage très lâche, donc il est souhaitable de compléter le circuit magnétique par des éléments à haute perméabilité; si la casserole elle-même en fait partie , c'est d'autant mieux.
Il y a un autre aspect à considérer: un récipient purement conducteur va tendre à repousser les lignes de flux, d'autant mieux qu'il est bon conducteur, ce qui est le cas de l'aluminium et du cuivre (comparé au fer).
En résumé, un récipient qui n'est pas magnétique va avoir un rendement réduit par rapport à un qui l'est, mais va quand même chauffer un peu (si la sécurité accepte de fonctionner dans ces conditions). Si le récipient était annulaire, autour d'un circuit magnétique fermé, les choses seraient différents, mais ce serait moins pratique pour cuisiner....
Le problème est similaire avec les détecteurs de métaux, qui à volume égal sont beaucoup plus sensibles aux matériaux ferreux qu'aux autres.
A+

[gatsu]

Hello

On peut voir ça comme un problème d'adaptation d'impédance; pour que la cible chauffe, il faut que la spire en court-circuit qu'elle représente capte un maximum de flux; or l'ensemble plaque/casserole constitue un ensemble magnétique à couplage très lâche, donc il est souhaitable de compléter le circuit magnétique par des éléments à haute perméabilité; si la casserole elle-même en fait partie , c'est d'autant mieux.
Il y a un autre aspect à considérer: un récipient purement conducteur va tendre à repousser les lignes de flux, d'autant mieux qu'il est bon conducteur, ce qui est le cas de l'aluminium et du cuivre (comparé au fer).
En résumé, un récipient qui n'est pas magnétique va avoir un rendement réduit par rapport à un qui l'est, mais va quand même chauffer un peu (si la sécurité accepte de fonctionner dans ces conditions). Si le récipient était annulaire, autour d'un circuit magnétique fermé, les choses seraient différents, mais ce serait moins pratique pour cuisiner....
Le problème est similaire avec les détecteurs de métaux, qui à volume égal sont beaucoup plus sensibles aux matériaux ferreux qu'aux autres.
A+

Ok merci beaucoup ! j'avais pensé à l'histoire de perméabilité magnétique mais pas du tout au "repoussement" des lignes de flux....comme dans un supra avec l'effet mesner en fait c'est ça ?

[Tropique]

Ok merci beaucoup ! j'avais pensé à l'histoire de perméabilité magnétique mais pas du tout au "repoussement" des lignes de flux....comme dans un supra avec l'effet mesner en fait c'est ça ?

C'est ça, mais dans une moindre mesure.
J'avais aussi oublié de mentionner les pertes spécifiquement magnétiques: viscosité magnétique et hystérésis, qui vont contribuer à l'échauffement.
A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[gatsu]

C'est ça, mais dans une moindre mesure.
J'avais aussi oublié de mentionner les pertes spécifiquement magnétiques: viscosité magnétique et hystérésis, qui vont contribuer à l'échauffement.
A+

J'ai fait un petit calcul sur les courants de foucault dans un morceau de conducteur cylindrique...je trouve que l'energie dissipée par effet joule est fois plus grande pour le Fer que pour l'Aluminium pour une même excitation magnétique H et une même fréquence...ça te parait correct au niveau ordre de grandeur ?

[Tropique]

J'ai fait un petit calcul sur les courants de foucault dans un morceau de conducteur cylindrique...je trouve que l'energie dissipée par effet joule est fois plus grande pour le Fer que pour l'Aluminium pour une même excitation magnétique H et une même fréquence...ça te parait correct au niveau ordre de grandeur ?

Je suppose que ton provient de µ²; à ce point de vue, ça doit être correct, mais ce n'est vraisemblablement pas représentatif de la réalité; il faudrait faire le calcul sur des circuit magnétiques hétérogènes, dans un cas fer-air-aluminium et dans l'autre cas fer-air-fer, ce qui risque d'être assez complexe, surtout en AC. Sans compter que le circuit d'attaque n'est pas un simple générateur qui débite son courant indépendamment des conditions, mais un circuit qui s'adapte en fonction de la charge.
A+

[gatsu]

Je suppose que ton provient de µ²; à ce point de vue, ça doit être correct, mais ce n'est vraisemblablement pas représentatif de la réalité; il faudrait faire le calcul sur des circuit magnétiques hétérogènes, dans un cas fer-air-aluminium et dans l'autre cas fer-air-fer, ce qui risque d'être assez complexe, surtout en AC. Sans compter que le circuit d'attaque n'est pas un simple générateur qui débite son courant indépendamment des conditions, mais un circuit qui s'adapte en fonction de la charge.
A+

Effectivement ça vient du \mu^2
Bon dommage que ça ne donne pas le bon ordre de grandeur
Mais est ce que ça permet au moins d'expliquer qualitativement le fait qu'un récipient en aluminium ou en cuivre ne chauffe pas sur ce type de plaque ou ce n'est pas encore suffisant du point de vue de la physique du problème?

En tout cas merci pour tes réponses

[invite9553cf6a]

Bonjour,
Je suis en classe préparatoire et j'ai besoin d'un petit service. Je voudrais juste vous demander si vous pouvez expliciter le calcul qui vous a permis de calculer l'énergie dissipée par effet Joule.
Merci d'avance, à bientôt.