[Electricité] Résistances, Moteur, Dynamo

[invite518ed5de]

Bonjour à tous,
je sollicite votre aide pour 3 exercices de mon DM.
J'aimerais que vous me donniez votre avis sur mes réponses ou que vous m'aidiez là où j'ai des difficultés.



Exercice 1
Une source de tension de f.é.m. E = 6 V alimente une association de quatre conducteurs ohmiques.

a. Donner l'expression de I1 en fonction de E, R1 et R2-b. Donner l'expression de /2 en fonction de E, R3 et R4.
c. Donner l'expression de la tension UBD en fonction de E,R1,R2,R3etR4.
d. Quelle relation doit exister entre les valeurs des quatre
résistances pour que la tension UBD soit nulle ?
e. En utilisant le résultat de la question précédente, imaginer une méthode de mesure des résistances.

Exercice 2
Le rotor d'un moteur à courant continu comporte 200 spires rectangulaires identiques bobinés longitudinalement autour d'un noyau cylindrique de hauteur 3,0 cm et de diamètre 1,5 cm.

Le champ entre stator et rotor est radial, supposé de valeur uniforme 0,50 T dans tout cet espace. Le sens du courant dans les spires s'inverse deux fois par tour. Le moteur, alimenté par un courant d'intensité 2,0 A sous une tension de 25 V, tourne à la vitesse de 3 500 tr . min-1 .
a. Calculer le travail fourni par les forces de Laplace appliquées une spire lorsque le rotor fait un tour.
b. Calculer la puissance mécanique totale fournie par les forces de Laplace appliquées aux 200 spires du rotor.
c. En supposant que cette puissance est intégralement transmise sur l'arbre du moteur, calculer le rendement de celui-ci.

Exercice 3
Génératrice de bicyclette

a. Quel est le phénomène mis en application dans un alternateur de bicyclette (couramment appelé « dynamo ») ?
b. Que se passerait-t-il si, l'axe de la génératrice n'étant plus entraîné par la roue, on connectait la bobine à un générateur de tension alternative ?
Attention ! Cette expérience ne doit pas être tentée avec une source de tension élevée comme celle du secteur.
Indication : le fer doux canalise les lignes de champ.



Mes réponses

• Exercice 1 :
  En pièce jointe. Merci de m'indiquer si je suis dans le vrai.
• Exercice 2 :
  Qu'est-ce qu'une spire ? Serait-ce un rectangle enroulé autour de la bobine ?
  Si oui, à quoi nous servent les mesures du noyau cylindrique ?
  Comment calculer les forces de Laplace sur une spire
• Exercice 3 :
  a. Une dynamo convertit un travail mécanique en électricité.
  b. La dynamo perdrait tout de son intéret d'une part mais le générateurde tension alternative pourrait trés bien remplacer la génératrice...

Merci de votre aide

phcorp
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[invite518ed5de]

Alors, vous pouvez m'aider pour le deuxième exercice ?

[Celestion]

Bonjour,
Je vais essayer de t'aider mais je ne te promet rien.

Exercice 1 :
En pièce jointe. Merci de m'indiquer si je suis dans le vrai.

L'exercice 1 me semble bon.

Exercice 2 :
Qu'est-ce qu'une spire ? Serait-ce un rectangle enroulé autour de la bobine ?
Si oui, à quoi nous servent les mesures du noyau cylindrique ?
Comment calculer les forces de Laplace sur une spire

Une spire c'est une "boucle", c'est le rectangle enroulé autour du cylindre dans le deuxième dessin partie droite.
La hauteur c'est le L de la force de Laplace dans .
Par contre le diamètre je ne sais pas, peut être pour avoir l'angle ?

Exercice 3 :
a. Une dynamo convertit un travail mécanique en électricité.
b. La dynamo perdrait tout de son intéret d'une part mais le générateurde tension alternative pourrait trés bien remplacer la génératrice...

a. Tu peux peut être approfondir en disant qu'une variation de flux magnétique crée une fem aux bornes de la bobine. C'est la loi de Lenz
b. Je ne pense pas qu'ils veulent que tu laisses l'ampoule branchée en fait je pense qu'ils te demandent ce qu'il se passe au niveau de la dynamo.

[invite518ed5de]

salut et merci de ton aide, j'ai encore quelques questions....

pour l'exercice 2 :
qu'elle est le sens du courant dans la spire ?
il a une direction verticale normalement non ?

pour l'exercice 3 :
b. Si j'ai bien compris alors la dynamo va se mettre en marche : le processus va donc s'inverser...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite518ed5de]

j'ai fait un schéma représentatif des forces de laplaces qui s'exercent sur le rotor. Est-il bon ?
par contre je ne comprends pas comment calculer le travail de toutes ces forces !!

[Celestion]

Tu es en quelle classe ?

pour l'exercice 2 :
qu'elle est le sens du courant dans la spire ?
il a une direction verticale normalement non ?

Il me semble qu'il est indiqué non ?
Verticale ? Par rapport à quoi ? Au champ ?

pour l'exercice 3 :
b. Si j'ai bien compris alors la dynamo va se mettre en marche : le processus va donc s'inverser...

Attention ce n'est pas une dynamo, une dynamo ne marche qu'avec du courant continu, c'est plutôt un cas particulier d'une machine synchrone avec une paires de pôles.

[invite518ed5de]

je suis en première s

pour l'exercice 2 oui c'était une question conne
ce que je ne comprends pas c'est qu'on me demande le travail d'un ensemble de forces... Mais je ne suis pas obligé de calculer ces forces, je peux le faire en disant que le puissance électrique reçue par la génératrice est égale au travail des forces de Laplace
On a donc : P_e = U_AB x I = W_AB(de toutes les forces de Laplace)
Non ?

pour l'exercice 3 ok alors l'axe de la "génératrice" va se mettre à tourner

[Celestion]

Pour ce qui est du calcul des forces il y a un moyen simple (mais que tu vérifiera en réfléchissant un peu plus parce que je n'en suis pas sur). Je pense qu'il peut être bon de ramener le problème à un quart de cercle et de remarquer que tu peux ajouter les 50 forces restantes deux à deux pour former une force résultante égale à la force en (c'est sur ça que tu dois faire une vérif) ou à la force maximale divisée par deux ensuite tu multiplies par 200 pour avoir la force totale résultante qui te permettra d'avoir le couple avec le rayon.
Avec le couple et la vitesse tu trouveras normalement une puissance mécanique à comparer à la puissance électrique pour avoir le rendement.

[invite518ed5de]

en fait j'ai pas mal cherché et ce problême s'est révélé assez simple

voici mon brouillon, peux tu me dire ce que tu en penses ?

[Celestion]

Je te propose de dessiner plusieurs spires, au moins 3 disons une à 0, 45° et 90° en se servant du dessin 2 partie gauche, le centre est le centre de la base du cylindre, représente les deux force de Laplace agissant sur chacune des spires (donc 6 en tout) puis de dessiner la force utile au mouvement, donc trace 3 "tangentes" au cercle là où il y a les spires.

Sur ton dessin I et B vont dans le même sens donc F' = 0. Cette fois ci la force elle même n'est pas constante donc tu n'as calculé que la force maximale.