ferro/paramagnetique et interaction avec le courant et champ magnetique

[invite9c7554e3]

salut tous,

j'ai lu quelques trucs sur les materiaux ferromagnetiques / para mais je viens vers vous pour avoir des explications plus concretes. en fait je voudrais savoir "en pratique" leur comportement.

en fait voici les questions que je me pose:
1°) si j'ai bien compris lorsque je mets un materiau paramagnetique dans un champ magné il ne s'aimente pas? autrement dit, il n'a pas de champ rémanent et ne peux pas etre un aimant permanant ? un ferromagnetique c le contraire ?

2°) quelle sont les conséquence de cette différence de comportement sur le champ magnetique de l'inducteur? ça doit le perturber différemment ?

3°) quelle sont les conséquence de cette différence de comportement sur le courant induit dans le matériau ? le courant est plus faible dans le para? il met plus de temps à s'établir ?

4°) si je fais passer du courant dans ces deux matériaux, lequel va donner le plus fort champ magnetique?

voila, c'est plein de petites questions mais qui sont très importantes pour moi. Je cherche a comprendre ces choses une bonne fois pour toute..

A+ et merci d'avance pour votre aide
-----

[phys4]

Bonjour,
Vos questions ne semblent n'avoir pas eu un grand succès. Elles sont assez rebutantes à cause du mélange aimantation et courant induit. je vais essayer de vous satisfaire :

en fait voici les questions que je me pose:[/B]
1°) si j'ai bien compris lorsque je mets un materiau paramagnetique dans un champ magné il ne s'aimente pas? autrement dit, il n'a pas de champ rémanent et ne peux pas etre un aimant permanant ? un ferromagnetique c le contraire ?

Les deux matériaux s'aimantent. Très peu pour le paramagnétique qui ajoute quelques pour cent au champ initial. Cette aimantation est proportionnelle et cesse si l'on retire le champ. Vous ne pouvez pas faire d'aimant permanent avec ce matériau.
Le ferromagnétique prend une aimantation élevée qui peut atteindre des milliers de fois le champ initial.
Suivant la composition l'aimantation se conserve en partie une fois le champ incident supprimé.

2°) quelle sont les conséquence de cette différence de comportement sur le champ magnetique de l'inducteur? ça doit le perturber différemment ?

Les deux matériaux cités augmentent le champ de l'inducteur, ils favorisent donc son aimantation. S'il s'agit d'un circuit électrique, l'énergie de l'aimantation supplémentaire devra être fournie par la source pour maintenir le courant constant.

3°) quelle sont les conséquence de cette différence de comportement sur le courant induit dans le matériau ? le courant est plus faible dans le para? il met plus de temps à s'établir ?

Ici se situe un affreux mélange, il n'y a pas de courant induit dans le matériau, il ne faut pas confondre aimantation et courant.

4°) si je fais passer du courant dans ces deux matériaux, lequel va donner le plus fort champ magnetique?

Idem pas de réponse pour la confusion entre matériaux magnétique, qui peuvent être isolants, et électroaimant.

A bientôt.

[invite9c7554e3]

salut Phy4, merci beaucoup d'avoir pris le temps de repondre !

Les deux matériaux s'aimantent. Très peu pour le paramagnétique qui ajoute quelques pour cent au champ initial. Cette aimantation est proportionnelle et cesse si l'on retire le champ. Vous ne pouvez pas faire d'aimant permanent avec ce matériau.
Le ferromagnétique prend une aimantation élevée qui peut atteindre des milliers de fois le champ initial.
Suivant la composition l'aimantation se conserve en partie une fois le champ incident supprimé.

d'accord merci, j'ai bien compris à présent

Les deux matériaux cités augmentent le champ de l'inducteur, ils favorisent donc son aimantation. S'il s'agit d'un circuit électrique, l'énergie de l'aimantation supplémentaire devra être fournie par la source pour maintenir le courant constant.

Ok super

Ici se situe un affreux mélange, il n'y a pas de courant induit dans le matériau, il ne faut pas confondre aimantation et courant.

je me suis pas bien exprimé. Si j'ai un inducteur qui a un courant variable alors le champs magnetique qu'il genere est variable et une force electromotrice se "crée" au bornes de l'induit ce qui engendre un courant induit dans le conducteur (ici les matériaux que je considere sont des conducteurs paramgnetiques (par exemple aluminium) ou ferro (par exemple acier) ). Je voudrais savoir si le courant induit sera plus fort dans un para ou danas un ferro et pourquoi.

Idem pas de réponse pour la confusion entre matériaux magnétique, qui peuvent être isolants, et électroaimant.

là aussi je me suis mal fait comprendre désolé. Si j'ai un matériau conducteur (aluminium paramagnetique ou acier ferro) alors lorsque le courant passe il va "créer" un champ magnetique. Je voudrais savoir lequel de ces matériaux fait le champ magnetique le plus important : la para ou le ferro et pourquoi?

[phys4]

je me suis pas bien exprimé. Si j'ai un inducteur qui a un courant variable alors le champs magnetique qu'il genere est variable et une force electromotrice se "crée" au bornes de l'induit ce qui engendre un courant induit dans le conducteur (ici les matériaux que je considere sont des conducteurs paramgnetiques (par exemple aluminium) ou ferro (par exemple acier) ). Je voudrais savoir si le courant induit sera plus fort dans un para ou danas un ferro et pourquoi.


là aussi je me suis mal fait comprendre désolé. Si j'ai un matériau conducteur (aluminium paramagnetique ou acier ferro) alors lorsque le courant passe il va "créer" un champ magnetique. Je voudrais savoir lequel de ces matériaux fait le champ magnetique le plus important : la para ou le ferro et pourquoi?

Ces deux réponses dépendent aussi de la résistivité du matériau considéré.
Prenons par exemple une résistivité identique, si le champ est mille fois plus grand dans le ferromagnétique, le courant induit sera aussi mille fois plus important. Le courant créé s'opposera au champ d'aimantation. Le champ sera donc atténué lorsque le matériau est conducteur.
L'effet d'atténuation peut être assez grand dans le ferromagnétique pour repousser le champ variable hors du matériau. Ensuite le résultat exact dépendra de la géométrie de l'ensemble.
Dans le paramagnétique, l'effet de diminution du champ devrait inverser l'effet car le champ d'aimantation est faible et le courant induit est lié linéairement au champ total, champ inducteur plus champ d'aimantation, nous pouvons donc avoir un champ du au courant induit supérieur à l'aimantation.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9c7554e3]

Ces deux réponses dépendent aussi de la résistivité du matériau considéré.
Prenons par exemple une résistivité identique

oui en effet je parle pour une meme resistivité

si le champ est mille fois plus grand dans le ferromagnétique, le courant induit sera aussi mille fois plus important. Le courant créé s'opposera au champ d'aimantation. Le champ sera donc atténué lorsque le matériau est conducteur.

d'accord je comprends.

L'effet d'atténuation peut être assez grand dans le ferromagnétique pour repousser le champ variable hors du matériau. Ensuite le résultat exact dépendra de la géométrie de l'ensemble.

d'accord (je parle pour une geometrie similaire)

Dans le paramagnétique, l'effet de diminution du champ devrait inverser l'effet car le champ d'aimantation est faible et le courant induit est lié linéairement au champ total, champ inducteur plus champ d'aimantation, nous pouvons donc avoir un champ du au courant induit supérieur à l'aimantation.

ici je t'avous que j'ai pas bien compris:

Dans le paramagnétique, l'effet de diminution du champ devrait inverser l'effet

de quel effet parles tu ?

car le champ d'aimantation est faible et le courant induit est lié linéairement au champ total

ah ok! je ne savais pas que le courant induit ne dépend pas que de la resistance et du la variation du champ inducteur, en fait je ne pensais pas que l'aimentation du corps intervenait dans le courant induit.

nous pouvons donc avoir un champ du au courant induit supérieur à l'aimantation.

je n'ai pas compris la conclusion, es ce que je dis est correct:
=> la paramagnetique aura (pour meme resistivié, meme geometrie...) un courant induit plus faible que le ferro car son aimentation est plus faible. Le courant induit etant plus faible le champ magnetique s'opposant au champ inducteur sera plus faible egalement (et donc perturbera moins de ce dernier) ?

Au fait je t'explique pourquoi je pose ces questions:
=> une personne qui faisait partie de la meme "boite" que moi auparavant avez redigée un petit document sur le chauffage d'une piece par induction (tu mets autour de la piece une bobine qui fourni un champ magnetique à la piece et donc un courant induit qui la chauffe)
=> pour une meme geometrie et meme resistivité il disait que ce procédé de chauffage ne permettait pas d'avoir des montées en température rapide (et moins élevé je crois aussi) pour un matériau paramagnetique contrairement à un ferro.

je t'ai donc posé ces questions pour essayer de comprendre ceci

[phys4]

Au fait je t'explique pourquoi je pose ces questions:
=> une personne qui faisait partie de la meme "boite" que moi auparavant avez redigée un petit document sur le chauffage d'une piece par induction (tu mets autour de la piece une bobine qui fourni un champ magnetique à la piece et donc un courant induit qui la chauffe)
=> pour une meme geometrie et meme resistivité il disait que ce procédé de chauffage ne permettait pas d'avoir des montées en température rapide (et moins élevé je crois aussi) pour un matériau paramagnetique contrairement à un ferro.

je t'ai donc posé ces questions pour essayer de comprendre ceci

C'est plus clair en posant directement la question :
Le chauffage par induction ne demande qu'une pièce métallique, une casserole en aluminium ou en cuivre convient très bien. Les fabricants offrent des fonds assez épais pour être très efficaces. Ces fonds n'ont pas de propriétés magnétiques, cela ne servirait à rien.

La résistivité est le paramètre important dans ce cas. Les paramagnétiques n'ont aucun apport. Les ferromagnétiques pourrait chauffer davantage grâce à l'aimantation, mais la géométrie du chauffage par induction augmenterait peu le champ. Il vaut mieux un bon disque d'aluminium, qu'un disque de fer bien moins conducteur.

[invite9c7554e3]

merci pour ces compléments.

=> et le fait que le matériau soit para ou ferro n'influent pas sur la vitesse de chauffage (pour une meme geometrie) ?

[phys4]

Le ferro chauffera un peu plus vite pour une même résistivité. Comme les ferro sont des métaux à résistivité moyenne, cela ne présente pas d'intérêt.

[invite9c7554e3]

merci Phy4 pour ton aide

[invitef17c7c8d]

C'est tout de même curieux qu'un ferro chauffe plus vite qu'un para.
En effet, un ferro est caractérisé par une notion d'ordre contrairement à un para caractérisé lui par une phase désordonnée.

On aurait pu supposer que le désordre du para se traduise par un effet joule plus important d'où un chauffage plus rapide avec ce type de matériau...

[invite9c7554e3]

C'est tout de même curieux qu'un ferro chauffe plus vite qu'un para.
En effet, un ferro est caractérisé par une notion d'ordre contrairement à un para caractérisé lui par une phase désordonnée.

On aurait pu supposer que le désordre du para se traduise par un effet joule plus important d'où un chauffage plus rapide avec ce type de matériau...

==> en effet, d'apres ce que dit Phy4 l'affirmation que j'ai mis plus haut est fausse, il n'y a pas de raison que le para chauffe moins vite...

moi j'aurais tendance à dire qu'il chauffe moins vite (pour une resistance equivalente) d'apres ce qu'on a dit plus haut:
==> dans le para il y a un courant induit plus faible que le ferro car son aimentation est plus faible.