Masse et électroaimant

[invite29adda75]

Bonjour !

Avertissement : Ma question est très certainement naïve et mon raisonnement sûrement faux, n'étant qu'amateur (très récent) dans le domaine, et peut sembler idiote pour les initiés.
Sans vouloir passer immédiatement à la pratique, je cherche à bien cerner la théorie.

Objectif :
faire "léviter" un corps (ferreux) d'un poids de 1kg à 20cm de hauteur.

Mon raisonnement :
La gravité étant de 10 newton environ, et la masse de l'objet à faire léviter étant de environ 10N également, pour commencer à faire léviter cet objet, j'aurais besoin d'un électroaimant d'au moins 20N (j'ai juste ??)

Questions :
1) Le champs magnétique s'affaiblissant rapidement avec la distance, de quelle puissance devrait être l'électroaimant pour soulever ce corps à 20cm ? (méthode de calcul ?)
2) Ajoutant un aimant permanent sous le corps à soulever, cela faciliterait sûrement les choses. Comment choisir sa puissance optimale par rapport à celle de l'électroaimant ? (intuitivement il semblerait qu'une puissance identique serait le mieux, mais.... )
3) Je réitère la question n°1, mais dans le cas de l'utilisation d'un électroaimant ET d'un aimant permanent situé sous le corps à soulever.

J'espère que vous saurez m'aider, car je sèche malgré mes recherches sur le sujet : je suis vite perdue !!

Merci !
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[invitec17b0872]

Bonsoir,

La gravité n'est pas une grandeur mesurable, c'est le phénomène par lequel un corps massif (genre très massif) nous attire. Dans notre quotidien, c'est l'attraction que la Terre exerce sur nous à sa surface. Pour Neil Armstrong, c'était à l'époque c elle qu'exerçait la Lune.
Cette pesanteur est plus ou moins intense selon l'astre, on parle de l'intensité de la pesanteur en N/kg ou, c'est équivalent, en mètre par seconde carrée (m/s²). On la note g. Et g sur Terre est peu différent de 9,8 N/kg. En ordre de grandeur on prendra 10 N/kg.
Ainsi, le poids est la force qui nous retient à la surface de la Terre, il s'exprime en Newton. Il est proportionnel à la masse, qui elle s'exprime en kg. La formule qui les relie : P = m.g.
Un corps d'une masse de 1kg sera soumis à son poids d'environ 10N à la surface de la Terre.
C'est contre cette seule force qu'il faudra lutter pour le faire léviter. La force à appliquer, verticalement vers le haut, pour compenser le poids, doit donc valoir au moins 10N (toujours pour un corps de 1kg).
Voyez le "principe d'inertie" sur Internet.

Bonne soirée.

[invite29adda75]

Bonsoir et merci pour votre réponse.

En effet, j'ai du mal interpréter les information que j'avais glanées auparavant.

Donc en théorie, un électroaimant de 10N serait suffisant pour contrecarrer la gravité si j'ai bien compris. Quid de la distance à laquelle s'élèvera l'objet ? (avec un aimant de 20N par exemple)
Existe-t-il un moyen de le calculer ? (à ma portée de préférence )

[invite6dffde4c]

Bonjour et bienvenu au forum.
Avec un aimant ou un électroaimant vous ne pouvez pas faire léviter un objet car les deux attirent les objets ferreux.
Donc il faut mettre l'électroaimant au dessus du fer et l'attirer. Mais comme le champ augmente en se rapprochant de l'électroaimant, le système est instable. Il faut tout un système électronique pour détecter la positon de l'objet et asservir la force de l'électroaimant pour maintenir l'objet à une auteur fixe. C'est ce que font les trains à "lévitation" magnétique.

Il y a d'autres systèmes avec des courants alternatifs qui réussissent à repousser des objets conducteurs (non ferromagnétiques). On en vend en tant que gadget.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite29adda75]

Merci pour votre réponse.

En revanche, en plaçant un aimant permanent sous la charge à soulever, l'électroaimant et l'aimant vont se repousser l'un et l'autre ! Faire léviter la charge devient donc possible.
Bien entendu, il faudrait stabiliser le tout mais ça je verrai plus tard.

Pour l'instant, ce qui m'intéresserait de savoir C'est la puissance nécessaire de l'un et l'autre aimant pour soulever une charge à une distance donnée.

Autrement dit une formule mathématique qui, en fonction de la puissance des aimants et du poids de la charge, permette de connaitre la distance à laquelle cette dernière "lévitera".

Je ne sais pas si j'ai été clair ^^

Encore merci pour votre aide.

[phuphus]

Bonsoir,

En revanche, en plaçant un aimant permanent sous la charge à soulever, l'électroaimant et l'aimant vont se repousser l'un et l'autre ! Faire léviter la charge devient donc possible.
Bien entendu, il faudrait stabiliser le tout mais ça je verrai plus tard.

Je crains qu'il ne soit pas possible de voir ça plus tard. Un premier prototype serait possible avec un guidage mécanique de la charge (un trou au milieu, et un arbre au centre). Sans cela, la charge va se retourner et se coller à l'électro-aimant. Voir du côté du théorème d'Earnshaw :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Th%C3%A...d'Earnshaw

Pour l'instant, ce qui m'intéresserait de savoir C'est la puissance nécessaire de l'un et l'autre aimant pour soulever une charge à une distance donnée.

Autrement dit une formule mathématique qui, en fonction de la puissance des aimants et du poids de la charge, permette de connaitre la distance à laquelle cette dernière "lévitera".

Des calculs au coup par coup sont possible, mais pas de formule générale.

Existe-t-il un moyen de le calculer ?

Oui.

(à ma portée de préférence)

A toi de voir :

http://www.femm.info/wiki/HomePage

Je peux te faire un premier modèle de base que tu perturberas, ensuite à toi de jouer avec par exemple le nombre de spires de l'électro-aimant pour voir jusqu'où tu dois aller.

[Nicophil]

Bonjour,

La gravité n'est pas une grandeur mesurable,

Comment ça??

[invitec17b0872]

Bonjour,

Il y a le même rapport entre la gravité et le poids qu'entre la gravitation et la force gravitationnelle. L'un est un phénomène, l'autre est une force. En ce qui concerne la gravité, ce que l'on peut mesurer c'est la masse, le poids ou bien l'accélération de la pesanteur. Mais le phénomène, lui, ne se mesure pas.

Bonne journée.

[Nicophil]

La gravité n'est pas une grandeur mesurable,
Cette pesanteur est plus ou moins intense selon l'astre, on parle de l'intensité de la pesanteur en N/kg ou, c'est équivalent, en mètre par seconde carrée (m/s²). On la note g. Et g sur Terre est peu différent de 9,8 N/kg.

Je dois dire que je ne comprends pas du tout cette distinction entre force et phénomène. L'accélération (notée ) due à la gravité se mesure en m/s², la gravité elle-même (notée ) en N/kg (ce qui a le bon goût de revenir au même, grâce à G, qui est une constante).

[invite29adda75]

Merci beaucoup pour vos réponses !!!

Rhodes, le logiciel que vous m'avez indiqué semble être une pépite d'or pour la résolution de mon problème, je vous en remercie !

Reste à savoir l'utiliser correctement avec mes propres connaissances et celles que je pourrai glaner. J'aurai d'ailleurs peut-être besoin de votre aide à ce sujet. Je vais d'abord essayer de me familiariser un minimum avec ce logiciel avant de revenir vers vous.

Concernant la stabilisation d'un aimant permanent en lévitation, pensez-vous que quatre électroaimants disposés en cercle à la base serait une bonne solution ? (l'aimant serait alors placé au centre de celui-ci pour léviter).
Encore une fois, c'est intuitif, mais il semblerais que ce soit ce type de configuration qui soit utilisé dans ce produit :
http://www.buzzmoica.fr/video/levita...i-flotte-30473

En fait, je cherche à obtenir le même genre de résultat.

Encore merci beaucoup de vos réponses. Étant néophyte, mes questions doivent parfois vous sembler très naïves... ^^

[phuphus]

Bonsoir,

Concernant la stabilisation d'un aimant permanent en lévitation, pensez-vous que quatre électroaimants disposés en cercle à la base serait une bonne solution ? (l'aimant serait alors placé au centre de celui-ci pour léviter).

Non, comme l'a souligné LPFR dans le cas d'une attraction, et comme cela est dit dans le lien que je t'ai donné au dessus sur le théorème d'Earnshaw, tout ce petit monde est instable.

LPFR l'a déjà écrit : pour stabiliser le tout, il faut de la commande électronique.

Encore une fois, c'est intuitif, mais il semblerais que ce soit ce type de configuration qui soit utilisé dans ce produit :
http://www.buzzmoica.fr/video/levita...i-flotte-30473

En fait, je cherche à obtenir le même genre de résultat.

Le produit en question est à mon avis plus proche de la "Terra lumina", qui utilise si je ne m'abuse le système développé par Levitation Arts :

http://www.levitationarts.com/
http://www.youtube.com/watch?v=sgYUO...eature=related
(à partir de 3min14s, la vidéo est vraiment impressionnante)

Deuxième solution : le diamagnétisme :
http://sci-toys.com/scitoys/scitoys/...ite_2/poke.gif

Troisième solution : l'effet gyroscopique pour stabiliser la masse :
http://www.levitron.com/