Problème d'inducteur

[invite43e4e6a6]

Bonjour,

Voila mercredi j'ai mon examen de physique et je me posais une question, avis aux spécialistes de l'électricité:



Si on utilise un inducteur (bobine de cuivre par exemple) en courant alternatif, ce courant alternatif va augmenter pour ensuite baisser de façon sinusoïdale.

Ceci va donc créer un flux magnétique et donc un courant d'auto-induction dans l'inducteur.

Or selon la loi de Lenz, quand il y a une augmentation du courant, le courant induit doit aller dans le sens non conventionnel ( et donc dans le sens opposé au courant dans le circuit).
Pour moi celui-ci ( dans l'inducteur) va donc conter le courant initial, et au final on aura un courant nul.
comment se fait-il alors que ci l'on y place une lampe celle-ci fonctionne?

ou alors peut être que cette force électromotrice est quasi nulle?



Peut-être que je m'embrouille completement...
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[obi76]

Ta bobine va créer un champ magnétique qui par induction va créer un courant induit, certes... mais aller en sens opposé ne veut pas dire de même valeur !

[mamono666]

Le courant variable crée un champ variable dans la bobine elle meme. Puis on applique la regle du flux (ou loi de faraday) qui nous dis que:



Le signe "moins" provient de la loi de Lenz qui correspond à une conservation de l'énergie. En tant que générateur la bobine fournit e. Donc en tant que recepteur on doit choisir (d'après Lenz)

Cela veut dire que si tu as un générateur de tension U (et que tu places i en convention recepteur sur la bobine), tu auras:



Maintenant si on veut voir ca "microscopiquement": on choisit le signe "moins" de manière à s'opposer à la variation de flux.

C'est à dire que il devrait y avoir un courant induit qui s'oppose au courant de manière à tendre vers un courant constant.

Le courant induit étant inversé, on a bien un signe "moins" (car la bobine est considéré comme un recepteur: on applique la convention...)

En gros on a choisit les choses pour avoir (pour un i tel que la bobine soit un recepteur)
car si on ne le fait pas, l'énergie totale du systeme ne sera pas nul (le systeme étant isolé, cela n'aurrait pas de sens).

je ne sais pas si je suis bien clair.... :-/

Edit: pour reprendre ta question: non la fem n'est pas nulle....(en fait, c'est la loi des mailles). Le somme des fem sera nul

[Jean.Marc]

Bonjour
Je crois que la formulation : le champ magnétique crée un courant induit est fausse. Le champ magnétique variable crée une TENSION induite. Cette tension s'opposera au courant qui crée le champ, mais son effet dépend entièrement des propriétés du générateur. Prenons un exemple extrême : si le générateur est un générateur de courant (aussi appelé de Norton), la tension induite n'aura absolument aucun effet puisque le générateur impose le courant qu'il désire dans la bobine.
si le générateur est un générateur de tension (dit de Thévenin), tout dépend de la valeur relative de la FEM du générateur et de la tension induite.
Jean-Marc

[A voir en vidéo sur Futura]

[mamono666]

Bonjour
Je crois que la formulation : le champ magnétique crée un courant induit est fausse. Le champ magnétique variable crée une TENSION induite.

Pour préciser les choses, on en revient aux équations de maxwell. Le champ B est variable à travers une surface. On pense donc à utiliser:



on intégre donc sur la surface de la base de la bobine:




Puis le théorème de Stokes

La variation du flux magnétique correspond donc à la circulation d'un champ électrique: c'est à dire une tension...

[invite43e4e6a6]

je crois pas que je me sois bien exprimé:

La tension varie de façon sinusoïdale ( pour un courant alternatif)

Cette tension va donc augmenter, diminuer,augmenter, diminuer, augmenter,etc...

Donc le flux magnétique va lui aussi augmenter pour ensuite diminuer, ensuite réaugmenter, etc...

et selon la loi de lenz un flux magnétique qui diminue entraine une tension de sens opposé à la tension initiale

Ce qui veut dire, si mon raisonnement est juste, que la résultante des deux sera que lorsque la tension initiale augmente, la force électromotrice lui sera opposée et donc le fera diminué un petit peu, par contre quand celle-ci diminue, la force électromotrice la renforce.

Ce qui donne un schéma bizarre quand on fait la résultante des deux, schéma qui me parait un peu impossible, par exemple lorsqu'il s'agit de sons, la résultante donne un son déformé?

[mamono666]

oui c'est bien ca, puisque le terme dépend de di/dt .... cela dépendera de l'augmentation ou diminution de i....

et schema de quoi?

[Jean.Marc]

Le flux magnétique augmente avec le courant et pas avec la tension.
Quand on alimente une bobine avec une source de tension, le courant est la résultante de la tension du générateur et de l'impédance du circuit en courant alternatif. Il faut comprendre que c'est le courant qui crée l'induction magnétique, mais l'induction produit une tension dans la bobine. Le rapport du courant à la tenison s'établit en fonction des impédances des différents éléments. La formulation "Cette tension va donc augmenter, diminuer,augmenter, diminuer, augmenter,etc...
Donc le flux magnétique va lui aussi augmenter pour ensuite diminuer, ensuite réaugmenter, etc...
et selon la loi de lenz un flux magnétique qui diminue entraine une tension de sens opposé à la tension initiale" est incorrecte car elle dit que c'est la tension qui produit l'induction alors que c'est le courant.

[b@z66]

Il n'y a en réalité pas de tension électrique notable qui apparaissent dans une inductance. Le matériau d'un bobinage étant la plupart du temps fait d'un matériau très conducteur, la moindre petite tension provoquerait des courants énormes, ce que l'on observe effectivement pas. Alors quid de la loi de Lenz?

Et bien, il n'y a pas en fait de contradiction puisque la loi de Lenz ne mentionne que l'apparition d'une fcem dans l'inductance. En physique, et plus particulièrement en électronique, on peut considérer des objets sur lesquels l'équilibre des forces s'opèrent, ici c'est le cas pour les électrons dans l'inductance. La fcem induite par la loi de lenz doit donc s'opposer à une autre fem(de même intensité) que subissent les électrons: il s'agit tout simplement de la tension que l'on applique extérieurement au composant.

Alors pourquoi mesure t-on des tensions aux bornes des inductances? Parce que ce n'est pas la tension dans le bobinage que l'on mesure en faisant cela (le champ électrique total y est nul) mais la tension aux bornes de l'appareil de mesure qui lui est extérieur (le champ électrique n'est donc pas nul à l'extérieur de la bobine). Cela n'a rien d'étonnant puisque le champ électrique n'est pas à circulation conservative en présence de champ magnétique variable.

PS: pour les "puristes" ou "pointilleux", en physique, on a tout à fait le droit de considérer des matériaux parfaitement conducteurs ainsi que des champs nuls.