Générateur linéaire ( translation d'un aimant permanent dans un solénoïde )

[invite16f80469]

Bonjour,

Après pas mal de temps passé sur la toile à essayer de trouver la théorie derrière la translation d'un aimant dans une bobine, je me suis dit que j'allais essayer de passer par ce forum pour obtenir ces informations. Je n'ai pas beaucoup de connaissance en électromagnétique mais je suis entrain d'arranger ça.

J'ai donc un aimant permanent qui translate coaxial à la bobine, Lbobine>Laimant et je considère que l'aimant oscille sans sortir de la bobine. Je cherche à déterminer l'intensité et le voltage du courant créer dans la bobine.
D'après la loi de Lens faraday, je sais que v=-d(phi)/dt et que phi=B*A avec A la surface à travers la quelle le champ magnétique passe et B le champ magnétique et j'imaginais utiliser v=R*i+L*d(i)/dt pour obtenir l'intensité de mon système mais je ne suis pas très sur que cela marche comme cela et qu'il ne fasse pas plutôt que je passe par les forces électromagnétiques qui s'appliquent sur l'aimant.
Mon problème réside dans la détermination du B qui est donc le champ magnétique. Mon intuition me dit que B serait B(t)=Baimant*a*sin(w*t) avec Baimant le champ magnétique de l'aimant seul et a*sin(w*t) l'oscillation de cette aimant mais j'aimerais une certitude. Je voudrais aussi savoir comment calculer les forces électromagnétiques qui s'appliquent sur l'aimant.

Merci
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[phys4]

Bonsoir,

Ce genre de dispositif existe dans certaines pendules, la masse de la pendule est un aimant qui oscille dans une bobine. La bobine sert alors de moteur à impulsion pour entretenir le mouvement oscillant.
Le mouvement le plus efficace, dans votre cas, serait que l'aimant traverse complétement votre bobine et oscillant de part et d'autre et que la bobine ait la longueur de l'aimant.

La formule la plus importante est celle du flux : elle indique que le flux d'un pôle balayant toutes les spires produit une variation de flux et une tension égale à ce flux multipliée par le nombre de spires et divisée par le temps mis pour qu'un pôle traverse la bobine et donc nous en déduisons qu'il est intéressant que chaque pôle traverse toute la bobine l'un après l'autre.

L'intensité du courant dépend de votre circuit, car le déplacement de l'aimant impose une tension (variable) et le courant est celui qui laisse passer votre circuit. Si votre bobine est en court circuit, vous aurez un courant maximum qui dépend de l'inductance de la bobine et de sa résistance. Nous pouvons les déduire des caractéristiques géométriques de la bobine.

Au revoir.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Effectivement, le problème est le flux. On ne peut pas savoir le flux qui traverse la bobine en fonction de la position de l’aimant.
Cela dépend de l’aimant, de sa forme et de ses dimensions par rapport à la bobine.

On peut faire des suppositions (qui ne sont que des suppositions) comme celle de dire que le champ d’un aimant en forme de cylindre est le même que celui d’un solénoïde de la même forme. Avec cette supposition, celle que l’aimant et la bobine sont très longs et celle que l’aimant est presque du diamètre maximum, le flux qui traverse la bobine devient (presque) proportionnel à la longueur d’aimant dans la bobine.

Vous comprenez mieux pourquoi vous n’avez rien trouvé de précis sur le web pour cette manip. Tout dépend de trop de variables indéterminées et particulières à chaque montage.
Au revoir.

[invite16f80469]

D'abord merci pour vous réponse.
Je vais un peu plus définir mon montage alors mais la plus part des dimensions que je vous donne sont changeable excepté l’oscillation subit par l'aimant :
- L bobine = 3 m, R bobine = 30 cm
- L aimant = 1 m, R aimant = 28 cm
- la position au repos de l'aimant est situé au centre de la bobine
- l’oscillation de l'aimant x(t)=a*sin (w*t) avec une amplitude a de 1.1 m
- le circuit derrière la bobine n'a pas été définie mais il doit délivré une tension et intensité permettant de le relier au réseau électrique
Voila les caractéristiques pour lesquels j'étais parti, j'imagine bien qu'un aimant d'un mètre n'est pas vraiment réalisable mais pour l'instant c'est purement théorique. Je n'ai pas définie encore le nombre de spire et le matériaux utilisés pour l'aimant, le premier parce que je n'ai pas vraiment de notions sur le diamètre des fils nécessaire.
Si je prends en compte les remarques de phys4 il faut que je diminue la taille de ma bobine et aimant pour qu'il soit inférieur à la moitié de l'amplitude de mon oscillation pour avoir l'aimant qui sortent entièrement de la bobine. Mais à ce moment là la, la supposition de l'aimant et la bobine longue par rapport à leur diamètre n'est pas valable et j'imagine que du coup le flux n'est pas plus proportionnel à la longueur d'aimant dans la bobine.

J'imagine que j'oublie surement des variables et je les préciserais. Le but de tout cela étant de calculé la puissance électrique que je peux théoriquement sortir ( l'approximation d'un court circuit est peut être suffisante pour cela).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Re.
Avec les dimensions que vous donnez, la recommandation de Phys4 de changer les dimensions est encore plus importante.
Car aussi longtemps que tout l’aimant sera dans la bobine, le flux ne changera pratiquement pas et il ne se passera rien.

Mais utiliser un dispositif comme celui-là pour générer de l’électricité ne se justifie en aucun cas. Les dynamos et les alternateurs sont moins chers, moins lourds, moins encombrants et plus efficaces.

Moi j’arrête.
A+

[invite16f80469]

Re
Je travaille sur l'intégration de ce système dans une bouée pour la récupération de l'énergie de la houle.
Ce type de générateur est utilisé par deux entreprises suédoises dans leurs systèmes pour récupérer cette énergie.
L’intérêt étant d'avoir le moins de partie mobile qui serait sensible à la corrosion et l'encrassement.

Merci quand même de l'aide.

[invite01fb7c33]

Encore un générateur avec une bobine à air et pas la moindre masse polaire. Il faut guider les lignes de flux autour de la bobine. A la limite ton aimant doit être constitué d'un cylindre qui coulisse au centre de la bobine, et d'un autre creux qui coulisse à l'extérieur, les deux cylindres étant relier d'un coté par une plaque de fond en fer de la bonne épaisseur (A calculer elle draine les lignes de flux entre les deux cylindres). En gros tu fais un actuateur linéaire (type voice coil) que tu utilise en génératrice. Ça ressemble à ça http://www.beikimco.com/actuators_li...semihoused.php.
Mais ce genre de réalisation s'adresse à des spécialistes en conception de génératrice aidé de leur logiciel de simulation. Ne pas espérer un seul instant qu'il s'agisse d'une simple bidouille.

[invite01fb7c33]

Cela ressemble plus à ce que tu dois faire, il y a même l'animation.
http://www.google.fr/imgres?imgurl=h...FeufcgodgNwEJg

[invite16f80469]

Merci fabang pour ces infos mais j'ai finalement réussi à trouver mon bonheur sur le net au final dans un papier universitaire : http://www.sciencedirect.com/science...806001569?np=y
avec un montage un poil différent

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Une simple recherche sur Google de {wave linear power} vous donne pas mal d’entrées y compris le projet suédois Lysekil dans Wikipedia.

Malheureusement, depuis le temps qu’on pond de projets théoriques pour la récupération de l’énergie de vagues et que l’on construit des prototypes, aucun n’a fait ses preuves pour devenir industriel.

Et dire qu’un générateur linéaire à moins de problèmes ne sert qu’à embobiner les bailleurs de fonds. Car le problème de guidage est délicat et a encore plus de risques de s’encrasser que le palier d’un axe tournant.
De plus, la longue période de vagues fait de l’induction ∂Φ/∂t est des centaines de fois plus faible que sur une machine tournante.
Au revoir.

[invite01fb7c33]

Ah voilà qui me rassure. Le bobinage que tu montres est réalisé dans les encoches des masses polaires. Le format de la masse polaire n'est pas standard, il faudra faire réaliser les feuilles de tôles de fer doux au silicium sur mesure. Et puis enfin trouver un bobineur capable de bobiner dans les encoches (Ce qui exigera peut être un outillage spécifique). Enfin, il faudra une réalisation de haute précision, tout le rendement dépendra de la dimension minimum que l'on aura su réaliser pour le gap entre les masses polaires et le cylindre de l'aimant.
C'est sur qu'en remplaçant le noyau plongeur par une crémaillère qui actionne un générateur standard, il y des économies à faire, et un meilleur rendement de la génératrice rotative.