Conception d'un électroaimant

[inviteb30da19c]

Bonjour,

Je cherche, à des fins pédagogiques, à faire léviter une bille en acier grâce à un électroaimant. Je dois donc connaître les dimensions de l'électroaimant.
Pour ça j'utilise les techniques de l'ingénieur, et internet.
Je bute sur plusieurs points, vous pourrez peut être m'éclairer.

1/ Calcul de la force portante
Les TI donnent

Le 2Sm me dérange, je trouve partout ailleurs Sm seul (surface du noyau de fer)
Par ailleurs la baseutilisée pour calculer F est

Je connais ma force portante (poids de la bille à soulever) je cherche donc cette surface Sm. D'ailleurs ma bille est très légère, je pense que le noyau de fer doux est pas forcément utile, je trouve un Sm dérisoire.

2/Calcul du potentiel magnétique Um (dans le fer doux donc)
Ils prennent comme hypothèse Um = 1.2*Uair, je ne comprends pas d'où sort cette hypothèse
et
Cette formule provient de
et
Encore le 2 qui me dérange.

Ce dernier calcul me permettra de connaître la section de la bobine (avec une densité de courant max 4A/mm²) car

J'ai écrit ici les formules utilisées par les TI, avec leur source provenant des équations de Maxwell. Je ne les maîtrise absolument pas, donc j'essaye de comprendre avec des exemples.

Merci !
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[inviteb30da19c]

Est ce que l'objectif d'introduire un noyau de fer à l'intérieur d'une bobine est d'augmenter l'inductance (via )?

Augmenter l'inductance permet d'abaisser l'intensité pour conserver un même flux magnétique, et donc

1/conserver la même induction magnétique dans l'entrefer

2/éviter un échauffement de la bobine

Est ce le bon raisonnement ?

[f6bes]

Bonjour,

Je cherche, à des fins pédagogiques, à faire léviter une bille en acier grâce à un électroaimant. Je dois donc connaître les dimensions de l'électroaimant.
Pour ça j'utilise les techniques de l'ingénieur, et internet.
Je bute sur plusieurs points, vous pourrez peut être m'éclairer.

1/ Calcul de la force portante
Les TI donnent

Le 2Sm me dérange, je trouve partout ailleurs Sm seul (surface du noyau de fer)
Par ailleurs la baseutilisée pour calculer F est

Je connais ma force portante (poids de la bille à soulever) je cherche donc cette surface Sm. D'ailleurs ma bille est très légère, je pense que le noyau de fer doux est pas forcément utile, je trouve un Sm dérisoire.

2/Calcul du potentiel magnétique Um (dans le fer doux donc)
Ils prennent comme hypothèse Um = 1.2*Uair, je ne comprends pas d'où sort cette hypothèse
et
Cette formule provient de
et
Encore le 2 qui me dérange.

Ce dernier calcul me permettra de connaître la section de la bobine (avec une densité de courant max 4A/mm²) car

J'ai écrit ici les formules utilisées par les TI, avec leur source provenant des équations de Maxwell. Je ne les maîtrise absolument pas, donc j'essaye de comprendre avec des exemples.

Merci !

Bjr à toi,
Je considérela bille en léviattion par en DESSOUSl'électro aimant.
Tu ne dis rien de ta bille , à savoir SI dessus ou dessous l'électrdo ,?
Ta bille ne présente pas la la meme surface d'attirance vis à vis de ses dimensions.
Le point de la bille le plus prés de l'électro subira une "force" plus importante que qq centimétres plus loin.
En plus de cette for ce appliquée , il y a aussi les dimensions du point d'application de la force de l'électroaimant.
Donc c'est pas l'équivalent d'une surface ...plane !
En lévitation faut doser l'effort d'attirance .
Pa assez la bille tombe, Trop d'attirance , elle vient se plaquer contre l'életroaimant et c'est pas de la ...lévitation.
Il faut donc un systéme AUTOIMATIQUE qui puisse fournir la juste valeur de lévi tationet à savoir à QUELLE distance de l'électro .
Un exemple :http://forums-futura-sciences.digidi...w.google.fr%2F
Bonne journée

[inviteb30da19c]

Merci de ta réponse =).
En effet je n'ai pas expliqué le principe de la sustentation par un électro aimant, car si j'ai le principe, c'est le calcul qui me manque.

Donc ma bille est en dessous de la bobine, et l'asservissement est prévu par un transistor couplé à une photodiode déportée (qui perçoit un faisceau) placée au dessus de la bille. Quand la bille s'approche trop (et coupe le faisceau), le courant est coupé et la bille tombe jusqu'à ce que la photodiode perçoive le faisceau.

Il y aura sûrement une oscillation de la bille, en fonction du temps de réponse des composants, mais je veux quand même essayer. Je débute en électronique et ce sera déjà un grand pas en avant.

Donc j'ai calculé le poids de la bille en son centre, et l'entrefer intervient dans le calcul du potentiel magnétique.
C'est principalement un problème mathématique que j'ai sur les équations.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Bonjour.

On a eu plusieurs discussions à propos de la lévitation d’un objet avec un champ magnétique.
Ça ne se résout pas avec des formules, surtout quand elles ne sont pas adaptées. Comme celle que vous montrez qui est, dans certains cas, la force entre un aimant et la surface de fer à laquelle il est collé.

Un objet ferromagnétique n’est pas attiré non par un champ uniforme. La force est proportionnelle au produit du champ par le gradient du champ. Si le champ est uniforme, le gradient est nul et la force aussi.
Au revoir.

[inviteb30da19c]

Bonjour.

En effet il y a eu pas mal de sujets là dessus, que j'ai bien sûr épluchés, mais chaque sujet contient des questions différentes.
Pour ma part, l'article des Techniques de l'ingénieur que j'ai utilisé a pour but de dimensionner un électroaimant pouvant exercer une force de 100N avec un entrefer MINIMAL de 0.25mm (donc pas de contact).
Je ne comprends pas pourquoi les formules seraient "inadaptées" à mon cas.

La force est en fonction du champ magnétique au point P (je prends la tangeante à la bille) selon la formule

avec les cos_alpha en fonction de la longueur de la bobine et de sa surface

J'ai téléchargé QuickField (j'ai commencé à l'utiliser sur un modèle simple d'aimant permanent) et FEMM que je n'ai pas encore utilisé.

Mais comme je disais, mon but est de comprendre l'électromagnétisme sans faire au hasard.

Je pense qu'il faut que je prenne des hypothèse de base, et qu'en suite je fasse des itérations jusqu'à ce que j'aie des données utilisables (un courant compatible avec la section du cuivre, un diamètre de bobine correct, etc...)