Foctionnement des plaques à inductions et forces de Laplace

[invite75931d9f]

Bonsoir,

Etant en classe de première et l'année n'étant pas encore terminé, je dois terminer pour demain un exposé sur le fonctionnement des plaques à Induction. J'ai fait plusieurs recherches sur internet et voici ce que j'ai pu comprendre :

Dans ce type de plaque, des inducteurs sont placés sous la surface en vitrocéramique. Ces inducteurs génèrent un champ magnétique variable. En effet, la valeur du champ magnétique est proportionnelle à la valeur du courent traversant la bobine du fil, tels que B = k*I, avec k constante et I l'intensité du courent traversant la bobine. Si celui-ci est alternatif, sa valeur I varie, créant ainsi un champ magnétique qui change souvent. Quand on plonge un métal dans un champ magnétique variable, il y apparaît une force électromotrice à l'intérieur du milieu conducteur. Cette force électromotrice induit des courants des courent électriques dans la masses: c'est ce qu'on appel l'induction.

Or les courants électriques, lorsqu'ils circulent dans un matériau qui présente une certaine résistance, ont tendance à faire chauffer ce matériau en produisant de l'énergie thermique par effet joules. Ce sont les électrons qui constituent le courant électrique qui buttent contre les atomes du métal et donc les échauffent.

Je pense avoir compris leurs fonctionnement, néanmoins un problème se pose : je ne vois pas le lien entre le fonctionnement de ces plaques et la loi de Laplace. Cet exposé fait en effet partit de ce chapitre et je ne vois pas comment le mettre en lien, c'est pourquoi je sollicite votre aide pour m'éclairer, et me donner une piste à suivre .

Merci de votre aide.
Creality.
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[invite954e4b43]

C'est quoi pour toi la loi Laplace car j'en connais en meca flu ou en thermo mais en induction ?!

circuit fixe dans champ variable.

Par contre t'as une loi dite de Faraday :

e = d(f)/dt
avec e force électromotrice induite dans le circuit et f le flux du champ magnétique à travers le conducteur mais je sais pas si la notion te dit quelque chose vu que t'es en première.

Cependant tu peux dire que quand on place un conducteur dans un champ magnétique variable cela induit des courants (dits de Foucaults) dans ce conducteur.
Ce sont les courants que produirait un générateur de tension de fem e calculé à partir de la loi de Faraday.
Ces courants dissipent l'énergie par effet Joule et chauffe le conducteur.

circuit mobile dans champ statique

Des courants apparaissent aussi et dissipent l'énergie par effet joule et freinent le conducteur : appararition des forces de Laplace qui s'opposent au mouvement.

Conclusion

La plaque à induction étant fixe je pense pas qu'il y ait besoin de parler de Laplace pour décrire le phénomène.

[invite75931d9f]

Pour moi la force de Laplace (enfin sa norme) : F = I.B.L.sin(a)
avec F force de la place en (N),
B valeur du champ magnétique en (T),
l longueur du conducteur parcouru par un courent dans un champ B en (m),
(a) direction du courent de B

En faite je t'explique : Notre classe a été divisé en petit groupe, chaque groupe c'est vu attribué un sujet tels que les galvanomètre magnétoélectrique, les moteurs électrique, les haut parleurs etc. Ce sont tous des "exposé sur des instruments qui utilisent la force de Laplace" (extrait du titre de la feuille nous donnant nos consignes).

Ainsi, je dois absolument (sinon ce ne serait pas cohérent) en parler.

[calculair]

Bonjour,

En fait l'effet dominant et recherché dans les plaques à induction est l'effet joule.

Cependant les courants induits ont tendance a repousser la bobine excitatrice et il existe une force qui a tendance à soulever la casserole induite.

Je ne connais pas les frequences optimales à utiliser, ni les valeurs des selfs et dimensions pour obtenir une levitation de la casserole au dessus de la bobine excitatrice.

Dans ce type de manip Laplace intervient.....

[A voir en vidéo sur Futura]

[Rhodes77]

Bonjour,

Comme l'a dit justement calculair, la force de Laplace s'imprime sur le conducteur siège des courants. Ainsi la casserole subit une force qui tend à la faire s'élever au dessus de la plaque.
Pour vérifier la contribution de cette plaque, il peut être intéressant d'en estimer l'intensité ou du moins son ordre de grandeur et de la comparer au poids.
Dressez un bilan des forces sur la casserole et voyez à quelle condition elle s'élève.

Bon courage

[invite954e4b43]

ok donc loi de Laplace = expression de la force

Sinon je ne sais pas quel rôle joue les forces de Laplace dans les plaques à induction. En effet si tu dois à tous pris parler de Laplace je sais pas trop vu que le circuit est fixe.
D'après la loi de modérations de Lenz les forces de Laplaces doivent en tous cas diminuer le flux de B dans le conducteur. Désolé de pas pouvoir t'en dire plus.

Bonne soirée


EDIT : Rhodes77 a donné la réponse ! cool !

[invite954e4b43]

Bonjour,

Ainsi la casserole subit une force qui tend à la faire s'élever au dessus de la plaque.


Bon courage

C'est cet effet qui tend à diminuer le flux du champs magnétique ???