Magnetisme - force portante d'un électro-aimant (retour)

[invite164a8bff]

Bonjour,
Je reviens ici sur une discussion que j'ai lancée il y a quelques jours déjà. Je voulais calculer la force portante d'un électro-aimant lorsque l'objet attiré est à distance de l'aimant. Malheureusement, ce calcul pour être réalisé implique plusieurs variables très concrètes dont la forme de l'aimant et sa composition et implique égalemment l'utilisation d'un logiciel qui lui seul prend en compte ces données. Très intéressant, mais un peu trop poussé après reflexion pour le genre de projet que j'ai en tête.
Je cherchais simplement une estimation à titre de référence. Donc j'en suis revenu à l'essentiel: calculer la force portante d'un électro-aimant (tout ce qui a de plus standard) lorsque l'objet attiré en contact contact avec celui-ci. Ce qui m'intéresse surtout ici est l'impact de l'intensité du courant, la surface de contact et la matière constituant le noyau sur la force portante.


J'ai donc essayé d'évaluer la force portante en kg d'un électro-aimant dont le noyau est en fer (idéalement) et dont le courant parcourant la bobine est d'une intensité de 12,5 ampères (le maximum que je peux y mettre). Aussi la surface de contact entre la bobine et l'objet attiré est de 0,07mètre2(idéalement pas plus gros).

J'ai utilisé l'une après l'autre les 2 formules que j'ai trouvées sur le web:

RM23B11b.png
et

rm23b11d.gif

Le résultat que j'obtient est tout à fait invraisemblable. Je dois m'être trompé dans l'interprétation d'une de ces formules ou dans la substitution des variables par de réels chiffres.

Commençons donc par là.
Pour j'ai 410-7.
Pour j'ai un maximum de 10 000 selon wikipedia.
Pour N c'est le nombre de spires de toute la bobine, j'ai avancé un chiffre fictif de 30 spires.
Pour S c'est là que les chose se complique pour moi. La documentation que j'ai visionnée vient de plusieurs sources et la définition n'est pas précise. J'ai présumé que dans les 2 formules S représentait la même chose soit: la surface de contact entre la bobine et l'objet attiré en mètre2. Dans mon cas, 0.07 mètre2. Mais plus j'y pense moins je trouve que ça du sens. Pour la seconde certainement, mais pas pour la première.
Pour lg c'est la longueur totale de la bobine en mètre. J'ai avancé un chiffre fictif de 2 mètres.
Là-dessus je me demandais s'il ne s'agissait pas de la longueur de la bobine une fois enroulée, mais j'ai présumé que c'était la longueur de la bobine déroulée. Ça me paraissait plus évident. Que voulez-vous quand on n'a pas de schéma et pas d'expérience en la matière...

Pour I c'est l'intensité du courant parcourant la bobine en ampère. Dans mon cas, c'est 12,5 ampères.

Le plus important maintenant...

Pour c'est le flux magnétique en weber. Mon résultat est d'environ 4.94 webers avec les chiffres que j'ai avancés.

Pour B c'est l'induction en tesla. J'ai avancé le même chiffre que pour : 4,94. Sur wikipedia la convertion semble se faire automatiquement entre tesla et weber. Mais encore là il semble que quelque chose cloche dans ma compréhension. Ce sont 2 concepts différents et en plus 4,94 teslas me semble un chiffre exhorbitant pour la situation. Sachant qu'un accélérateur de particules utilise des aimants de 9 teslas... il me semble que 4.94 n'est pas si loin de 9 à mon goût...

Finalement pour F, j'ai la force portante en newton. Mon résultat est dans les environs de 679691,87 newtons pour les chiffres que j'ai avancés jusqu'ici. Ce qui est complètement démesuré.

Et pour clôturer le tout, sachant qu' 1 kg exerce une force d'environ 9,806 newtons sur terre, j'ai déduit que 679691,87N exercent 69313kg de force.

Bref, mettez en action mon cher électro-aimant fictif et il vous soulèvera quelques tonnes... (rires)
Tout ça avec une surface de contact de 0,07mètre2 et 12,5 ampères. Le miracle parfaitement improbable d'une équation à moitié comprise!
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[invitecaafce96]

Bonjour,
Voyez ici : http://forums.futura-sciences.com/ph...pe-levage.html

Dans cette application pratique ( ...la mienne) , ...réelle , ...qui existe vraiment , je pense avoir une force d'arrachement évaluée à 20 000 , 30 000 N environ , avec 2 à 3 A sous 12 volts .

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Vous avez toutes les indications dans la discussion signalée par Catmandou. Notamment, que la longueur « lg » de la bobine n’est pas la longueur du fil de cuivre, mais la longueur du solénoïde : le barreau en fer qui sert de noyau.
Au revoir.

[invitee6c3c18d]

Bjr. Faudrait déjà connaitre la géométrie du circuit magnétique. Sans un plan précis et coté ..

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite164a8bff]

Merci pour vos 2 réponses!
D'accord, je voix à prime abord que je surextimait mu(r) de la ferrite. Ou du moins j'ai pris son maximum absolu à température ambiante ce qui n'est pas une bonne référence en soi. Donc au lieu de 10 000 comme valeur de mu(r), maintenant je l'estime à 1000. Puisque selon ce que je lis c'est beaucoup plus conservateur comme valeur. En plein ce qu'il me faut.

Maintenant, pour mon aimant fictif, j'arrive à une puissance de 0.24 Tesla. Ce qui est déjà plus réaliste.

Par contre j'aimerais avoir plus de références en terme de force portante versus induction en tesla.

Si on prend par exemple cet aimant de levage de catmandou sa puissance estimée n'est plus de 0.0028 T. Non?
Elle doit avoir augmenté avec l'ajout dans l'équation d'un noyau en ferrite.
Quel est la surface de contact maximale qu'il peut avoir avec un objet attiré?

Je pose ces questions, parce que j'aimerais avoir plusieurs exemples de rendement d'électro-aimants. Question de me faire une idée sur qu'est-ce qui est réaliste ou pas.

Au revoir!