Conversion puissance Laplace / Fem induite

[invite6a1faf37]

Bonjour, j'ai une question à propos de la conversion puissance Laplace / Fem induite.

On a, dans notre cours, ceci :
Lors du déplacement d’un circuit filiforme dans un champ magnétique permanent, la puissance électrique de le f.e.m. induite est opposée à la puissance mécanique des forces de Laplace soit Plaplace + Pfem = 0

On l'a "montré" avec un exemple dans le cas d'un circuit mobile dans un champ magnétique uniforme et permanent mais je me demandais si cela restait valable dans le cas où le circuit est fixe dans un champ magnétique variable ? A priori non vu l'énoncé qui en est fait dans le cours voir ci-dessus, mais pourquoi ne serait-ce plus valable ?

Merci d'avance
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[invited9422e7e]

Salut,

tu dis

le cas d'un circuit mobile dans un champ magnétique uniforme et permanent

c'est pas possible si le champ magnétique est uniforme et permanent. Cela veut dire qu'il ne varie pas ni dans l'espace ni dans le temps. Tu ne peux pas avoir un phénomène d'induction dans ce cas de figure.

Mais pour répondre à ta question: ça marche toujours car ton circuit "voit" un flux de champ magnétique variable même s'il est fixe. Ce qui compte ce n'est pas le déplacement du circuit mais le fait le circuit "voit" un champ magnétique variable.

[stefjm]

c'est pas possible si le champ magnétique est uniforme et permanent. Cela veut dire qu'il ne varie pas ni dans l'espace ni dans le temps. Tu ne peux pas avoir un phénomène d'induction dans ce cas de figure.

Ah bon?
Si la barre de cuivre bouge par rapport à ce champ, il y a bien induction.

@ Rafaelle55
L'échange de puissance est réversible.

[invited9422e7e]

Mais il dit que le champ est uniforme et permanent (uniforme et stationnaire). Le circuit peut bouger autant qu'il veut, il voit toujours la même valeur du champ magnétique (le flux du champ magnétique ne varie pas).

[A voir en vidéo sur Futura]

[stefjm]

C'est là où c'est un peu magique : la barre de cuivre voit un flux coupé et du coup présente une fem.

A ce propos, j'aimerais assez que les physiciens expliquent comment c'est possible : En gros, comment dans un champ constant et uniforme, on arrive à avoir une fem.
D'ailleurs, heureusement que c'est la cas, les moteurs électriques marchent comme cela (en rotation).

[invited9422e7e]

Ah d'accord. Oui dans ce cas, on prend on compte la direction constante du champ magnétique. Lorsque le circuit tourne, le flux à l'intérieur varie à cause du produit scalaire.

[invite6dffde4c]

Ah d'accord. Oui dans ce cas, on prend on compte la direction constante du champ magnétique. Lorsque le circuit tourne, le flux à l'intérieur varie à cause du produit scalaire.

Bonjour.
Oui. C’est ça.
Par contre quand le circuit est fixe et c'est le champ magnétique qui varie, les forces de Laplace (s’il y en a), n’effectuent aucun travail.
Le travail sera effectué par les forces qui font varier le champ magnétique (celles qui font tourner un aimant, par exemple).
Au revoir.

[stefjm]

Ah d'accord. Oui dans ce cas, on prend on compte la direction constante du champ magnétique. Lorsque le circuit tourne, le flux à l'intérieur varie à cause du produit scalaire.

Tourner dans un champ radial ou se translater dans un champ uniforme est à peu près pareil.

[invite6a1faf37]

Merci pour les réponses !
Mais :

quand le circuit est fixe et c'est le champ magnétique qui varie, les forces de Laplace (s’il y en a), n’effectuent aucun travail.

Je ne comprends pas pourquoi il n'y a aucun travail, la force n'est pas perpendiculaire au mouvement pourtant ?

[stefjm]

Si le circuit est fixe, il n'y a pas de mouvement donc pas de travail.

[invite6a1faf37]

Mais il va y avoir un courant induit et donc par la suite une force de Laplace. Du coup on aura plus un circuit fixe si ?

[invite6a1faf37]

Up, désolé mais je comprends pas

[invited9422e7e]

La composante magnétique de la force de Laplace est donnée par

Tu vois que cette quantité toujours perpendiculaire à et que les forces magnétiques ne fournissent aucun travail (quelque l'intensité du champ magnétique).

En fait, c'est la composante du champ électrique qui fournit un certain travail. Quand le champ magnétique varie, cela crée un champ électrique, d'où la force en plus qui qui se crée (car ce champ électrique crée va travailler, contrairement au champ magnétique).

Résumé:

Le champ magnétique ne travaille pas.
Le champ électrique travaille.

Lorsque tu as un champ magnétique constant, il ne se passe rien au niveau du circuit.
Lorsque ce champ varie, il induit à son tour un champ électrique (c'est l'équation de Maxwell-Faraday). Ce champ électrique induit pourra travailler. C'est ce travail qui met en mouvement le circuit.

[invite6dffde4c]

La composante magnétique de la force de Laplace est donnée par

Tu vois que cette quantité toujours perpendiculaire à et que les forces magnétiques ne fournissent aucun travail (quelque l'intensité du champ magnétique).

...

Bonjour.
Votre argument est incorrect. Les forces de Laplace sont bien perpendiculaires à ‘v’, la vitesse des charges dans les conducteurs. Mais elles sont perpendiculaires aux conducteurs et poussent ces derniers (dans les moteurs) dans une direction perpendiculaire au champ. Elles effectuent bien un travail.

Le cas qui trouble Raphaelle55 me semble être le cas où les conducteurs sont bloqués mécaniquement. S’il y a du courant induit (et pour cela il faut que le circuit soit fermé), il y aura bien des forces de Laplace sur ces conducteurs qui ne peuvent pas bouger. Ces forces, comme ça a été dit, n’exerceront aucun travail.
Au revoir.

[stefjm]

La composante magnétique de la force de Laplace est donnée par

Pourquoi parler de force de Lorentz qui ne travaille pas alors qu'il est question ici de force de Laplace (I.L vect B) qui travaillent?

[invite6a1faf37]

Le cas qui trouble Raphaelle55 me semble être le cas où les conducteurs sont bloqués mécaniquement. S’il y a du courant induit (et pour cela il faut que le circuit soit fermé), il y aura bien des forces de Laplace sur ces conducteurs qui ne peuvent pas bouger. Ces forces, comme ça a été dit, n’exerceront aucun travail.

Et bien justement, on aura pas Plaplace + Pfem = 0 dans ce cas ? Du coup, quand est-ce qu'on peut appliquer cette formule ?

Et, d'ailleurs, pusqu'on parle de puissance et travail, j'ai un petit doute mais est-ce qu'on a bien :
Puissance d'une force = 0 <=> Travail d'une force = 0 ?
J'aurai tendance à dire oui puisque le travail c'est l'intégrale de la puissance par rapport au temps non ?

merci

[invite6dffde4c]

Re.

Et bien justement, on aura pas Plaplace + Pfem = 0 dans ce cas ? Du coup, quand est-ce qu'on peut appliquer cette formule ?

Je ne peux pas vous répondre. Je ne travaille pas avec des formules autres que celle de base.
Et ici c’est plus risqué, car il y des conventions de signe que je ne connais ni utilise.

Et, d'ailleurs, pusqu'on parle de puissance et travail, j'ai un petit doute mais est-ce qu'on a bien :
Puissance d'une force = 0 <=> Travail d'une force = 0 ?
J'aurai tendance à dire oui puisque le travail c'est l'intégrale de la puissance par rapport au temps non ?

Oui. Je ne trouve pas de contre-exemple. Mais l’expression « puissance d’une force » me déplaît. La puissance n'est pas un attribut d'une force.
A+

[invite6a1faf37]

D'accord merci !

[stefjm]

Et bien justement, on aura pas Plaplace + Pfem = 0 dans ce cas ? Du coup, quand est-ce qu'on peut appliquer cette formule ?

C'est la conservation de l'énergie, donc c'est toujours vrai!
Vous avez Force.Vitesse = Tension.Courant

Et, d'ailleurs, pusqu'on parle de puissance et travail, j'ai un petit doute mais est-ce qu'on a bien :
Puissance d'une force = 0 <=> Travail d'une force = 0 ?
J'aurai tendance à dire oui puisque le travail c'est l'intégrale de la puissance par rapport au temps non ?

Ben non., il n'y a pas équivalence!
Vous pouvez avoir une puissance nulle, par exemple un truc oscillant, alors qu'il y a du travail positif puis négatif.

[invite6a1faf37]

C'est la conservation de l'énergie, donc c'est toujours vrai!
Vous avez Force.Vitesse = Tension.Courant

Pourtant si c'est mécaniquement bloqué, il y a du courant, une tension, mais pas de vitesse donc 0 = quelquechosedenonnul ??

Ben non., il n'y a pas équivalence!
Vous pouvez avoir une puissance nulle, par exemple un truc oscillant, alors qu'il y a du travail positif puis négatif.

Je ne vois pas pourquoi la puissance serait nulle ? Puissance = Force.Vitesse, la vitesse n'est pas nulle, et il y a bien une force (sinon ça n'oscillerait pas) ?

[b@z66]

Pourtant si c'est mécaniquement bloqué, il y a du courant, une tension, mais pas de vitesse donc 0 = quelquechosedenonnul ??

J'aurai tendance à penser que l'énergie est transmise alors indirectement à l'élément qui bloque mécaniquement le circuit, il faut donc détailler ce système et voir l'interaction qu'il utilise pour récupérer cette énergie.

Je ne vois pas pourquoi la puissance serait nulle ? Puissance = Force.Vitesse, la vitesse n'est pas nulle, et il y a bien une force (sinon ça n'oscillerait pas) ?

Stefjm évoquait sans doute la puissance moyenne. Qui dit travail non nul dit puissance instantanée transmise non nulle.

[Nicophil]

Bonjour,

Je ne vois pas pourquoi la puissance serait nulle ? Puissance = Force.Vitesse, la vitesse n'est pas nulle, et il y a bien une force (sinon ça n'oscillerait pas) ?

Si l'objet oscille, sa vitesse moyenne est nulle mais, en effet, ce n'est pas elle qu'il faut prendre en compte.
De même qu'un courant alternatif n'est pas nul, contrairement à la vitesse moyenne des électrons...