Inductance mutuelle

[invite359f3846]

Bonjour,

Je me demande si ce qui suit est faux ou pas :
J'ai une bobine de N1 spires qui émet un champ EM variable (courant sinusoïdal). Je place parallèlement au-dessus de cette bobine une autre bobine de N2 spires. Une tension va être induite dans la seconde bobine (règle du flux). Un courant va donc circuler dans la deuxième bobine. La deuxième bobine va générer un champ EM qui va lui même induire une tension dans la première bobine. Si je ne me trompe pas, cela s'appelle une inductance mutuelle.
Y-a-t'il une faute dans mon raisonnement ?

La tension sur la première bobine doit donc être influencé par la présence de la deuxième bobine ou non? Est-ce que ces variations vont être significatives ? Comment les mesurer ?

Merci d'avance!

Cordialement,
Rodrigue
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[invite359f3846]

Ma question est stupide ?

[invite56acd1ad]

Ton raisonnement m'a l'air correct... L'ajout de la deuxième bobine occaisione une variation de la tension dans la première qui est, ce me semble, du premier ordre. Si on note avec un indice 1 ce qui concerne la première bobine :
,
où est la tension dans le circuit 1...

(un schéma serait pratique... si c'est pas assez clair, j'en ferai un...)

[invite9c9b9968]

non ta question n'est pas stupide, mais il faut du temps pour répondre correctement.

Je ne me suis pas penché longtemps sur ce que tu proposes, mais a priori je dirais que tu as raison, il y a de l'inductance mutuelle qui intervient, en sus des inductances propres de chaque bobine

voilà, je laisse à d'autre le soin de répondre plus précisément à tes questions

@+

EDIT : joli croisement

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitef591ed4b]

Oui, l'inductance mutuelle, c'est quand 2 bobines induisent un courant l'une dans l'autre.

On parle aussi d'inductance propre, c'est quand une unique bobine s'induit un courant dans elle-même.

[invited5095748]

Bonjour,
La tension sur la première bobine doit donc être influencé par la présence de la deuxième bobine ou non? Est-ce que ces variations vont être significatives ? Comment les mesurer ?

Oui tout à fait. La 2è bobine aura pour effet de tenter de diminuer la tension dans la 1ère. Mais si celle-ci est alimentée par une source de tension, c'est elle qui commande la tention à ses bornes, quoiqu'il arrive.

[invite0bbfd30c]

Oui, l'inductance mutuelle, c'est quand 2 bobines induisent un courant l'une dans l'autre.

On parle aussi d'inductance propre, c'est quand une unique bobine s'induit un courant dans elle-même.

Dans le cas général il ne s'agit pas nécessairement de courant induit, mais de tension induite.

[invite56acd1ad]

Dans mon message précédent, j'ai fait le bilan sur le circuit 1. Si on s'intéresse plus précisément à la variation de la tension :


J'espère que c'est un peu plus clair...

[invited5095748]

Dans le cas général il ne s'agit pas nécessairement de courant induit, mais de tension induite.

Peut-on avoir dans une bobine une tension sans courant?

[invite0bbfd30c]

Peut-on avoir dans une bobine une tension sans courant?

Oui, une bobine non connectée. Mais ma remarque était plus générale.

[invite359f3846]

Merci pour vos réponses !

Comment faire pour réaliser une telle expérience ?

Mais si celle-ci est alimentée par une source de tension, c'est elle qui commande la tention à ses bornes, quoiqu'il arrive.

Je ne comprends pas bien pourquoi... il y a quand même une variation de tension qui doit se produire dans le circuit du fait qu'il est exposé à un champ EM.
Donc dans mon expérience, il faudrait que j'utilise une source de courant sinusoïdal ?
Ou alors utiliser une troisième bobine qui dans un premier temps capterait la champ EM1 (bobine1). En approchant la bobine 2 du champ EM1, celle-ci va générer un champ EM2, la troisième bobine captera EM1 + EM2. Ce qui me turlupines c'est que la troisième bobine va à son tour générer un champ EM3 qui aura une influence sur EM1 et EM2

J'ai une question dans le cas "2 bobines". Le fait que la tension e1 soit influencée par la 2ème bobine, son champ EM1 va varier donc EM2 va varier également... c'est récursift comme phénomène (je vois bien qu'à chaque étape cela diminue ...). Pour un calcul rigoureux, je devrais tenir compte de ce phénomène non ?

Merci à tous.
Cordialement,
Rodrigue

[invite0bbfd30c]

Mais si celle-ci est alimentée par une source de tension, c'est elle qui commande la tention à ses bornes, quoiqu'il arrive.

Je ne comprends pas bien pourquoi... il y a quand même une variation de tension qui doit se produire dans le circuit du fait qu'il est exposé à un champ EM.

Une source de tension (supposée parfaite) va imposer une différence de tension donnée à ses bornes. Ce qui ne veut pas dire que la présence d'une tension induite (ou "force électromotrice" induite) dans la bobine sera sans effet.

J'ai une question dans le cas "2 bobines". Le fait que la tension e1 soit influencée par la 2ème bobine, son champ EM1 va varier donc EM2 va varier également... c'est récursift comme phénomène (je vois bien qu'à chaque étape cela diminue ...). Pour un calcul rigoureux, je devrais tenir compte de ce phénomène non ?

Oui, mais il suffit que le courant induit dans la seconde bobine soit faible pour que tu puisses négliger ces subtilités. En général c'est le cas.

[invited5095748]

Oui, mais il suffit que le courant induit dans la seconde bobine soit faible pour que tu puisses négliger ces subtilités. En général c'est le cas.

Je ne crois pas que ce soit négligeable du tout...(à moins que je n'aie pas compris ce que tu veux dire).
Comme Rodrigue l'avait déjà dit dans son premier message, la clé de ce problème réside dans la notion d'inductance mutuelle.

Prenons un exemple +/- simple: un petit transfo pour chargeur GSM branché sur 220V. Il s'agit d'une source de tension. On peut supposer qu'on aura toujours 220V au primaire, que le GSM soit branché ou pas. Et si le GSM est en charge le courant secondaire n'est pas du tout négligeable; en réalité il est même 10 fois plus important qu'au primaire.

Le secondaire a donc une influence très importante sur le primaire, mais il ne va pas influer sur la tension (toujours 220V), mais sur le courant. Le secondaire peut en fait se ramener au primaire sous la forme d'une impédance série de où est la fréquence et l'impédance secondaire.

[invite0bbfd30c]

D'accord, mais le transformateur est un exemple un peu "extrême", avec des bobinages très importants et très fortement couplés. Je pensais que les expériences de Rodrigues allaient porter sur des éléments "faits maison", par exemple un premier circuit comprenant une bobine (30 tours, 10cm de diamètre?) et une résistance alimentés par un GBF, et un second comprenant une bobine similaire et une ampoule. Dans ce cas, penses-tu qu'il y a, en pratique, un écart très important pour l'intensité dans le second circuit par rapport au calcul naif?

[invited5095748]

Peut-être pas énorme pour I dans l'ampoule, mais quand même importante pour Iprimaire. De toute façon, je crois que Rodrigue ne nous a pas donné assez d'infos sur son montage pour faire ce genre de supposition. Et l'utilisation la plus courante d'un couplage de 2 bobines étant un transformateur,...

[invite0bbfd30c]

Je pense qu'il est préférable de commencer par l'approche la plus simple. Ca ne veut pas dire qu'elle sera valable avec précision dans tous les cas, mais pour un début ca devrait suffire...

[invite359f3846]

Merci, tout est clair dans mon esprit maintenant !

Grâce à l'illustration de Lignux et les commentaires de chip, j'ai bien compris quand on peut sous-estimer ou non l'inductance mutuelle entre les deux bobines.

Je vais essayer d'être plus précis quant à l'expérience que je compte faire... J'ai déjà fait l'expérience avec l'ampoule (assez chouette d'ailleurs ).
Ce que je souhaite voir c'est l'influence qu'à la bobine 2 sur la bobine 1. Un peu comme un détecteur de métaux vous voyez ? C'est purement intellectuel, ça n'a pas vraiment d'application. Il ne me faut même pas une grande portée : 50 cm suffirait vraiment amplement !

En gros, je pense qu'il faut que j'ai beaucoup de spire sur la bobine 1 pour avoir un grand champ EM. Il faut que j'ai encore plus de spires sur la bobine 2 pour qu'elle ait plus d'influence sur la bobine 1. Ce que je me demande c'est comment je vais mesurer cette influence compte tenu du fait que la bobine 1 est alimenté par un générateur de tension... d'après ce que vous m'avez dit plus haut, celui-ci impose une tension à la bobine donc il n'y aura aucune variation !

Merci encore!

Cordialement,
Rodrigue

[invited5095748]

Eh bien tu mesures le courant dans la bobine 1 avec et sans la bobine 2 et tu pourras te faire une idée de son influence. Sinon, si tu en as la possibilité, utilise un générateur de courant et mesure la tension. Mais dans tous les cas, tu dois en imposer un et mesurer l'autre. Mais mesurer celui que tu imposes risque effectivement de s'avérer infructueux...

[invited5095748]

Et si tu veux être complet, tu fais toutes les mesures suivantes:
V1 avec I1 DC et V2 avec I2 DC pour déterminer la résistance des bobinages (ou simple mesure avec ohmmètre).
Idem en AC pour déterminer les inductances L1 et L2 (bobines séparées)!

Tu as alors les impédances spécifiques Z1 et Z2.

Tu assembles les 2 bobines selon ton montage, et tu mesures V1 et I1 en AC (bien sûr).

Avec la formule que j'ai donné plus haut, tu peux déterminer l'inductance mutuelle M de façon expérimentale (le calcul théorique devient vite très compliqué dès qu'on s'écarte de réalisations à géométrie très simple).

[invite3ff5f84b]

Salut

Chip:

Peut-on avoir dans une bobine une tension sans courant?

Oui, une bobine non connectée. Mais ma remarque était plus générale.

Comment peut-on savoir qu'il y a effectivement une tension si on n'y connecte même pas un appareil de mesure?

[invite0bbfd30c]

Comment peut-on savoir qu'il y a effectivement une tension si on n'y connecte même pas un appareil de mesure?

Certes... Si la bobine a beaucoup de tours tu peux y connecter un appareil de mesure à impédance élevée, la mesure faite sera valable (et avec un courant quasi-nul dans le circuit). Je vais créer une discussion avec une petite devinette à ce sujet...

[invite3ff5f84b]

Oui, je crois qu'ont s'en rend compte si la tension aux borne de la bobine devient suffisamment forte pour générer un arc.

[invite359f3846]

Mais mesurer celui que tu imposes risque effectivement de s'avérer infructueux...

En effet ! Mon cerveau te remercie. Il vient de comprendre où était l'illogicité là-dedans... Comme on dit "une pièce est tombée".

[invited5095748]

Content de t'avoir été utile.
Tiens nous au courant des résultats...
Compte-tu faire les mesures que j'ai décrites dans mon message suivant?

[invite359f3846]

En fait, je ne fais pas l'expérience juste pour faire l'expérience...
Je vais faire tous les calculs. Dans un premier temps, en approximation, puis après en détails et puis je testerai l'expérience pour voir si c'est en accord !

[invited5095748]

Si tu veux calculer l'inductance mutuelle théorique, bonne chance! Comme je l'ai déjà dit, c'est pas une sinécure...

Courage!

[invite0bbfd30c]

Tout à fait... Par ailleurs l'auto-inductance n'est pas plus facile à calculer!

[invited5095748]

Tout à fait, tout à fait...

[invite359f3846]

Voilà je l'ai fait
Il faut au moins le faire une fois dans sa vie

[invited5095748]

Bravo, bravo!
Et le résultat?