dynamo disque de Faraday Bullard ... supraconductrice.

[lecosmotien]

Bonjour,

je voudrais soumettre le problème suivant dans ce forum.

Dynamo disque de Faraday Bullard supraconductrice

dans le document :

http://www-lgit.obs.ujf-grenoble.fr/.../Noyau09_3.pdf

pour la dynamo disque de faraday-bullard on trouve l'équation:

dB/dt= 4/pi ( K2 x Omega - R/K1µD ) B

ou Omega est la vitesse de rotation

K2 et K1 des constantes, si on considère une vitesse constante
le facteur entre crochet devient constant avec:

K3 = ( K2 x Omega - R/K1µD )

on a:

dB/dt= 4/pi K3 B

dB/B= 4/pi K3 dt

en intégrant

log(B) = 4/pi K3 t

d'où

exp(log(B)) = B = exp( 4/pi K3 t)

Le champ magnétique serait exponentiel en fonction du temps
tout semble dépendre alors du signe de la constante K3

on voit qu'il suffit d'augmenter Omega la vitesse de rotation
pour avoir une valeur positive de K3 donc divergence si K2 est positive.
ou alors avec la supraconduction R=0.

je ne sais pas quelle est la nature des constantes K1 et K2
parce que si K2 est positif et que l'on réalise une dynamo de ce type
le champ devrait diverger alors dans le temps...

Et c'est bien ce que le document confirme:
"Si le crochet de droite est positif, le champ magnétique est amplifié exponentiellement"

Si le champ magnétique augmente exponentiellement c'est parce que le courant lui-même augmente.
Dans un conducteur classique on sera confronté à l'effet joule. Mais pas avec un supraconducteur.

Bien sur comme un champ divergent n'est pas possible en physique:
un autre phénomène devrait apparaitre en contre-réaction pour limiter la valeur du champs.

On pourrait par ailleurs éliminer toutes les sources de frottement mécanique en plus de la résistivité électrique:

- utilisation de l'effet Josephson pour assurer la conduction entre les parties mobiles en rotation et la partie fixe
en évitant le frottement du contact disque-spire.

- utilisation d'aimants pour fixer l'axe de la dynamo en lévitation par effet Meissner. Egalement pour
mettre le système total (disque, axe, spire) en lévitation pour l'isoler thermiquement (voir plus loin).

- éviter le frottement de l'air en plongeant le dispositif dans de l'hélium liquide superfluide,
ou par une enceinte sous vide . Le système lui-même serait plongé temporairement dans l'azote liquide
qui serait ensuite évacué lors du pompage une fois l'état supraconducteur atteind.
Le système étant alors isolé thermiquement, il conserverai sa supraconduction.

La mise en oeuvre de ce système devrait être à la portée des laboratoires de supraconductivité céramique.

La prudence cependant est recommandée à cause du facteur exponentiel qui rime souvent avec explosion.

En fait, la question est: qu'est ce que signifie "physiquement" le facteur exponentiel qu'est ce qui va
se passer dans le système ? Est-ce qu'une contre réaction va se produire et laquelle ?
Ou bien il y a une erreur en amont...

Merci d'avance pour vos contributions.
-----

[LPFR]

Bonjour.
On n'a pas besoin de supraconducteurs pour avoir des phénomènes de divergence et augmentation exponentielle. Il suffit, par exemple, de boucler un amplificateur sur lui même en contreréaction positive. Par exemple aussi, l'effet Larsen. Mais les arbres ne montent pas jusqu'au ciel. Dans chaque cas il y a quelque chose qui empêche que ça dépasse un certain seuil.

Dans l'effet dynamo, si le champ augmente c'est parque qu'on fournit du travail au générateur. L'énergie du champ ne provient pas du néant.
Donc le champ est limité par l'énergie totale fournie.
Dans le cas des supraconducteurs votre dynamo ne marche pas. Le champ magnétique ne peut pas pénétrer un supraconducteur (effet Meissner). Donc, le dΦ/dt est nul.
Finalement, les supraconducteurs ont un champ magnétique critique au delà duquel, ils ne sont plus supraconducteurs.
Au revoir.

[lecosmotien]

Merci pour cette réponse.

"On n'a pas besoin de supraconducteurs pour avoir des phénomènes de divergence et augmentation exponentielle. Il suffit, par exemple, de boucler un amplificateur sur lui même en contreréaction positive. Par exemple aussi, l'effet Larsen.
- Oui l'équation exponentielle n'implique aucunement la supraconductivité.

"Mais les arbres ne montent pas jusqu'au ciel. Dans chaque cas il y a quelque chose qui empêche que ça dépasse un certain seuil."
- c'est ce que j'exprimais par:"Bien sur comme un champ divergeant n'est pas possible en physique:
un autre phénomène devrait apparaitre en contre-réaction pour limiter la valeur du champs."


"Dans l'effet dynamo, si le champ augmente c'est parque qu'on fournit du travail au générateur. L'énergie du champ ne provient pas du néant.
Donc le champ est limité par l'énergie totale fournie."
- dans l'équation on voit bien que la vitesse de rotation se retrouve dans l'exponentielle. Donc effectivement si on augmente la vitesse le champ
va augmenter.
- mais on voit aussi qu'à vitesse constante, le champ augmente dans le temps (à cause de la rétroaction positive: champs->courant->champs)
- le champs pourrait t'il augmenter sans que l'énergie augmente ?

"Dans le cas des supraconducteurs votre dynamo ne marche pas. Le champ magnétique ne peut pas pénétrer un supraconducteur (effet Meissner). Donc, le dΦ/dt est nul."
- le champ magnétique ne pénètre pas le supraconducteur (de type I - dans le type II pénétration par vortex) parce que le champ magnétique externe crée un courant supraconducteur en surface. Ce courant génère un champ magnétique exactement opposé au champ extérieur annulant le champ à l'intérieur du supraconducteur. l'effet supraconducteur fait seulement que les choses se passent en surface (effet de peau).
- la question serait alors: est ce que ce courant va circuler dans la spire ou non? Si oui ( ce qu'il me semble) la dynamo marcherai.
- Quid si le supraconducteur est de type II ? les lignes de champs sont verrouillées à l'intérieur du supraconducteur. Dans les expériences de lévitation magnétique de céramiques supraconductrices, si l'état supraconducteur est crée en présence du champ magnétique , la céramique est stable et revient toujours
dans la même position. Donc si on la fait tourner que se passe t'il ? y a t'il une résistance comme si on faisait tourner un élastique ?
- je ne vois pas bien le raisonnement du flux magnétique avec ce dispositif. je considère seulement la force de Lorentz F=qv^B qui va donner naissance
au courant comme dans l'effet Hall. En déplaçant les électrons vers la périphérie du disque ou l'axe suivant le sens de la vitesse de rotation.

"Finalement, les supraconducteurs ont un champ magnétique critique au delà duquel, ils ne sont plus supraconducteurs. "
- les records de champs magnétique (26.8 Tesla) sont obtenus avec des bobines supraconductrice type céramique. Donc on a de la marge.
Est-ce qu'un dispositif aussi "simple" pourrait atteindre ce record ?
(http://www.futura-sciences.com/fr/ne...ducteur_12613/)


A bientôt.

[LPFR]

Bonjour.

- le champs pourrait t'il augmenter sans que l'énergie augmente ?

NON.
La densité d'énergie d'une zone de l'espace avec un champ B est ½B²/µ joules/m3.

- les records de champs magnétique (26.8 Tesla) sont obtenus avec des bobines supraconductrice type céramique. Donc on a de la marge.
Est-ce qu'un dispositif aussi "simple" pourrait atteindre ce record ?
(http://www.futura-sciences.com/fr/ne...ducteur_12613/)

Vous imaginez bien que si c'était possible, la société en question ne se serait pas emmquiquiné à faire la manip et surtout elle n'aurait pas été publiée comme une information importante.


Je ne comprends pas quel est votre but. Un mobile perpétuel ?
Le dispositif de l'article est une modèle archi-simplifié pour expliquer l'effet dynamo (champ magnétique terrestre). Il n'a pas pour but d'être fabriqué et encore moins de battre des records.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[chwebij]

bonjour

la saturation des dynamo se fait via la force de Laplace , la croissance exponentielle ne se fait qu'à l'ordre linéaire où . dès que le champ est assez important il faut prendre en compte les forces de Laplace. Dans le cas de bullard, le freinage est proportionnel à .