Bobines de géométrie différente

[J-leg]

Bonjour,

Je voulais savoir si vous connaissiez une différence entre les deux bobines suivantes géométriquement différentes mais de même inductance :

Capture.PNG



Les valeurs qui suivent numériques ne sont rien de plus qu'un ordre de grandeur


- La première bobine a une longueur b importante (~15cm) pour un diamètre a de 1cm

- La seconde bobine a une longueur faible b (~1cm) pour un diamètre très important a (~40cm)

- Le diamètre du fil c est égal pour les deux, il n'y a qu'une seule "couche" de bobine



Les deux bobines ont la même impédance, bien évidement le nombre de tours n'est pas le même, et l'inductance de chaque bobine est calculée grace à la formule :
f.PNG


Voilà mon problème maintenant :



Je cherche à localiser un signal émetteur grâce à ma bobine , pour ce faire je récupère les signaux captés par ma bobine, les traites et en déduis ensuite l'angle entre le vecteur surface de ma bobine et le "vecteur champs magnétique" émis.


Cela dit, je ne sais pas s'il est plus intéréssant pour moi de choisir une bobine de grand diamètre ou de faible diamètre ?

En effet, une bobine grand diamètre donne une surface plus grande et (au feeling) un vecteur surface plus précis.

Mais, une bobine longue à faible diamètre s'approche plus du modèle de la solénoide infinie, et donc un vecteur surface plus précis aussi!



Je vais être honnète : : j'ai déjà publié ce même message sur un autre forum sauf qu'aujourd'hui j'ai pensé qu'il valait mieux le publier sur futura science, où j'ai souvent reçu des réponses plus pointues....

merci d'avance à ceux qui répondrons !

Toute autres idées/remarques sont bienvenues
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[f6bes]

Bjr à toi,
localiser un émetteur...ne nous rfenseigne en rien sur quelle fréquence se situe cet émetteur: entre 30 kHz et 10 Mhz,
il y a une sacré différence.
Faudrait commencer par indiquer pour quelle fréqence ?
Ta bobine est apériodique (grosso modo) vis de la la fréquence à détecter.
Si tu as une idée de la fréquence à recevoir un systéme accordé sur la fréquence serait plus efficasse.
Pour l'instant ta demande est assez flou.
D'autre part plus la surface de captation sera étendue, plus ce sera efficasse. (grans diamétre)
Préçise tout cela
Bonne journée

[J-leg]

je n'ai pas mentionné en effet la fréquence. Le projet que je mène est le suivant : l'étude des balise DVA (pour rerouver un disparu sous avalanche). Ces balises fonctionnent sur une fréquence de 457kHz.
La balise a la forme d'un téléphone très épais. Ellle contient une solénoide dans sa longueur qui est longue et de faible diamètre (je n'ai pas ouvert l'appareil mais en suis pratiquement certain).
Aussi, cette balise fonctionne sur un rayon de 80 mètres environ.

Pour ce problème, il faut donc plutôt raisonner en terme de bobine plutôt qu'antenne.

D'autre part plus la surface de captation sera étendue, plus ce sera efficasse.

Je suis d'accord, mais je peux aussi répondre que : plus ma bobine sera longue et le nombre de tours grand plus elle sera efficace

[f6bes]

Remoi,
Une bobine dans ce genre de configuration, ça peut aussi trés bien etre un " cadre de réception "
accordé sur....457 khz.
C'est dans la configuration " systéme accordé" que ce sera le plus efficasse. Une bobine SEULE
non accordée sera d'un piétre rendement.
C'est ce qui sera induit sur la bobine " cadre récepteur" qui fournira l'efficassité.
Il est fort probable que "l'antenne" soit bobinée sur un batonnet ferrite afin d'en augmenter l'efficassité.
Ce n'est probablement pas une bobine bobiné " sur air ".
Là est la différence.
Bonne journée

[A voir en vidéo sur Futura]

[J-leg]

Tout d'abord, merci pour tes réponse !

Il ya 2 chose que je ne saisit pas :

C'est dans la configuration " systéme accordé" que ce sera le plus efficasse. Une bobine SEULE
non accordée sera d'un piétre rendement.

Je ne vous comprend pas quand vous me parlez de "système accordé", faites vous référence à la fréquence de résonnance de la bobine ?

Ta bobine est apériodique (grosso modo) vis de la la fréquence à détecter.

Ca veut dire quoi une bobine aperiodique (j'ai cherché sans succès)?


En ce qui regarde la bobine la présence du batonnet de ferrite elle est plus que probable ! Mais là n'est pas le problème :
Supposons que je construise 2 différentes bobine

Une longue et de diamètre faible avec un batonnet de férrite par exemple
L'autre courte mais de grand diametre et donc à air

Supposons que ces deux bobines je leur donne les même prestations en ajustant le nombre de spires (elles sont toutes deux aussi efficace l'une que l'autre)

Alors revenant à ma question initiale :

La géométrie de la première (longue) par rapport à la seconde (large) présente-t-elle un avantage sur la "directionalitée" de ma reception ?

[f6bes]

Remoi, Je fais référence effectivement à la fréquence de résonance de la bobine ( et de son condensateur d'accord)
qui devrait etre sur la feréquence voulue ( 457 kHz). vueC'est à la résonance que ce sera le plus efficasse.

Bobine "apériodique": bobine quelconque nous prévue pour la fréquence désirée.

Le fait d'avoir un batonnet ferrite permet de mieux "canalisé" flux de réception et ça permet de réduire les dimensions. et....l'encombrement.
Tu pourrais faire une bobine à air (mais accordé) mais sur la fréquence de travail celle çi serait fort encombrante.
Les deux conceptions se font en pratique suivant le contexte.

[J-leg]

Tu pourrais faire une bobine à air (mais accordé) mais sur la fréquence de travail celle çi serait fort encombrante.

Mais je n'ai pas de condensateur dans mon montage ! C'est toute la subtilitée : c'est une bobine et non pas une antenne, il faut la considerer comme une source de tension, comme s'il s'agissait d'un transformateur avec le primaire et le secondaire très éloignés!
Donc ton raisonement (je suppose que tu te bases sur la fréquence de resonnance du circuit RLC cad 1/racinne(LC) =~ 10^5 rad, qui nous force à avoir une inductance relativement élevée) ne tient plus la route... ?

Ce que vous dites c'est que quelque soit la bobine que je choisisse, si je la conçoit bien elle répondra à ma problématique?

Je suis désolé de vous faire répeter, mais c'est une phase imortante de l'étude que je mène (je ferai bientôt des experience avec les différentes bobines) : aucune des deux géométrie n'est plus intéressante pour la directionalitée si elle sont bien conçues ? ( on néglige l'encombrement et autres problèmes du type )

[penthode]

Mais je n'ai pas de condensateur dans mon montage ! C'est toute la subtilitée

c'est donc une subtile ânerie

tu te prives du "gain gratuit" que te donnera la résonance , il faudra alors compenser par l'électronique ,
avec tous les inconvénients : manque de sélectivité, et figure de bruit.

les techniques de réception HF sont maitrisées depuis près d'un siècle , on a juste changé le tube à vide pour le circuit intégré .

inutile de réinventer l'eau tiède .

[gwgidaz]

Mais je n'ai pas de condensateur dans mon montage ! C'est toute la subtilitée : c'est une bobine et non pas une antenne, il faut la considerer comme une source de tension, comme s'il s'agissait d'un transformateur avec le primaire et le secondaire très éloignés!
Donc ton raisonement (je suppose que tu te bases sur la fréquence de resonnance du circuit RLC cad 1/racinne(LC) =~ 10^5 rad, qui nous force à avoir une inductance relativement élevée) ne tient plus la route... ?

Ce que vous dites c'est que quelque soit la bobine que je choisisse, si je la conçoit bien elle répondra à ma problématique?

Je suis désolé de vous faire répeter, mais c'est une phase imortante de l'étude que je mène (je ferai bientôt des experience avec les différentes bobines) : aucune des deux géométrie n'est plus intéressante pour la directionalitée si elle sont bien conçues ? ( on néglige l'encombrement et autres problèmes du type )

Bonjour,

Ta bobine sans condensateur va présenter une impédance JLw et une résistance R , dans laquelle il y a la résistance de rayonnement. Le module de jLw est très grand devant R. Quand tu vas récupérer l'"énergie captée par ta bobine, tu vas adapter cette impédance à ton récepteur . Tu auras donc intérèt à avoir un récepteur qui présente l'impédance conjuguée de ta source. Tu mettras donc en série une impédance complexe positive et de même module . Cette impédance que tu vas rajouter, c'est ce qu'on appelle un condensateur d'accord .

Pour répondre à ta question sur la forme, sans ferrite, la bobine plate récupère plus d'énergie que ton long solénoïde, car avec la même longueur de fil, tu auras plus de flux de B dans la surface. '( la surface de 10 spires est inférieure à la surface obtenue avec un spire de fil de même longueur)
Avec ferrite, par contre, il y a photo, si tu choisis la bonne ferrite, car la ferrite va concentrer le champ qui passait à proximité.
La directivité sera la même, puisque la loi qui régit le flux en fonction de l'angle avec B est la même.

[J-leg]

D'accord , c'est ce que j'avais fais initialement, mais on m'avait dit que c'était faux, du coup j'ai fais exactement ce que tu dis, cad j'ai nettoyé mon signal avec un filtre actif, puis passif, puis j'ais amplifié et enfin j'avais démodulé....

Seulement j'ai tenté de mettre en résonance mon circuit sans succès après avoir lu ton message. Je ne sais pas trop comment m'y prendre, car quand j'ai étudié le circuit LRC série, j'avais toujours un générateur en série aussi. Du coup je le met quand même (le générateur "fictif") dans mes calculs (en série avec la bobine en faisant semblant qu'ils sont deux élements différents) ?

Je ne parviendrai de toute façon pas à faire ce que tu dis, car ma bobine (500 spires à la mains ) a une impedance trop faible (même avec la ferrite), aujourd'hui j'ai cherché à déterminer sa valeur en la mettant dans un circuit LR, et de déterminer le temps caractéristique en la soumettant à un échelon de tension, mais c'est un echec, je pense qu'elle est perturbée par la capacitée parasite de l'oscillo....
Mais j'en ai commandé une autre qui devrait faire pallier au problème, j'ajusterai la capacités pour arriver à résonnance.

Seulement cela ce que tu me dis me dérange : il est vrai qu'en mettant le système en resonnance il selectionera mieux, et mon signal sera plus fort, cependant, je ne limite pas le courant qui circule dans la bobine en faisant ainsi (non ?) et en faisant ainsi je ne limite pas le phénomène d'auto-induction. Or cela me pose problème, car il est indésirable pour mes calculs futurs, c'est pourquoi j'ai jusqu'à maintenant cherché à le supprimer en faisant tendre i vers 0.......

[J-leg]

gwgidaz j'ai vu ton message après publication

[J-leg]

Cependant, si tu réponds aux questions de mon dernier message je comprendrai mieux ton message, car je saisis bien le concept du circuit LC (avec R "parasite") mais cela posera problème si la bobine est autoinduite comme je l'explique plus haut...

[gwgidaz]

Cependant, si tu réponds aux questions de mon dernier message je comprendrai mieux ton message, car je saisis bien le concept du circuit LC (avec R "parasite") mais cela posera problème si la bobine est autoinduite comme je l'explique plus haut...

Bonjour,
C'est quoi, une bobine auto-induite ?

restons simples:
L'impédance d'une bobine est JLw +R série
La résonance, c'est avec une capa de même impédance que la self, mais de signe opposé: - j/cw = jLw
A la fréq de résonance, si on met L et C en série, il reste R;

POUR trouver la fréquence de résonance, il y a une manip très simple qui ne fait pas intervenir la capa d'entrée de l'oscilloscope.

1- Tu relies le générateur à l'oscilloscope par un câble de mesure ( cable 52 ohms)
2- Tu "ouvres" ce câble quelque part , sans le couper, de façon à voir apparaître l'âme et le blindage.
3- Par ailleurs, tu soudes en série ta self L avec une capacité C .
4- tu soudes cet ensemble ( L et C série) en parallèle sur le câble ouvert. La patte libre de la self sur l'âme, la patte libre du condensateur sur la gaine.
5- Tu vois à l'oscillo le signal issu du générateur ( 1 volt, par exemple)
6- Tu fais varier la fréquence du géné. Pour une fréquence très précise, le signal va pratiquement disparaître à l'oscilloscope. C'est la fréquence de résonance . en fait le signal ne disparaît pas tout à fait si la résistance série R n'est pas négligeable.


Cette méthode permet
- de trouver la bonne valeur de capa si on défini la fréquence
- de trouver la valeur de la self si on connait la capa et la fréquence
- la fréquence de résonance pour L et C fixés.

[J-leg]

Bonjour!

je vais répondre à ta première remarque :

C'est quoi, une bobine auto-induite ?

J'envois une photo qui explique mon raisonement, est pourquoi je ne veux pas que ma bobine soit "auto induite" : ce que je veux dire par là c'est que le flux traversant ma bobine est uniquement le flux créé par la bobine emettrice et non pas le flux propre de ma bobine.

Si tu as un peu de temps et que tu lis mes calculs tu comprendra ma démarche et pourquoi je veux que le flux propre soit nul (souligné en bleu)



En ce qui regqrde les mqnipulation, merci beaucoup !!! Je savais pas quoi faire, je vais suivre tes étapes, aujourd'hui je suis occupé mais la semaine prochaine je pourrai reprendre les experience MOUHAHAHA

[f6bes]

Remoi Heu est comment ta bobine de réception pourrait elle produire un...flux ??
Elle reçoit un...flux ( de la part de l'émetteur) , elle n'en produit pas.
Bonne journée

[J-leg]

Je n'en sais rien f6bes ça sort de mon cour de physique de l'an dernier.
Même si ma bobine de reception n' est que branchée à une resistance, le fait de créer un courant dans mon circuit fait que la bobine receptrice forme elle même un champ dit propre, d'ou le terme que j'emploi d'auto-induction.
Si tu cherche un cour sur les transformateurs tu devrait retomber sur ça

C'est en d'autre terme : L* di /dt (l'inductance propre)

d'autant plus, ça se conçoit plutôt bien : en l'absence de cette auto induction, quand tu éteind ton émetteur ( supposons instantanément ), tu aurais donc une discontinuités de courant aux bornes de ta bobine, ce qui est en contradiction avec les propriétés d'une bobine !

[f6bes]

Remoi, Il n'ya pas de raison que cette bobine soit parcouru par un courant AUTRE que celui provenant le l'émetteur.
A la limite , elle pourrait etre parcourue par un courant CONTINU, ce qui ne crée nullement un champ alternatif.
Ce champ serait en, qq sorte "statique".
Ce courant via ta résistance ne sert (ou servirait) qu'à alimenter la base de ton transistor d'entrée.
Mais on peut tout aussi bien ne faire passer aucun courant continu dan s la bobine.

J'ai l'impression que tu mélanges beaucoup de choses.

Bonne journée

[J-leg]

Mon niveau en physique est moyen, cependant j'ai du mal à accepter d'avoir tort ici, car je viens de relire mon cours qui traite ce même sujet.
Le cour se base sur une bobine 1 qui est en série avec une source de tension alternative ( CIRCUIT 1). Cette bobine est rapprochée d'une seconde bobine qui est en série avec une résistance R (CIRCUIT 2)

Dans ce même cour, je lis que la tension e2 = - d(phi2)/dt = - d( L2.i2 + M.i1 ) = -L2 * d(i1)/dt - M* d(i2)/dt (tension aux borne de la bobine)

Ensuite, puisque la bobine2 et la resistance sont en série, e2 = - R*i2 (bobine en convention generateur)
Ainsi 0 = R*i2 + L2 * d(i1)/dt + M* d(i2)/dt

=> 0 = R*i2 + L2 * jw*i2 + M* jw*i1


Les calculs se poursuivent... Mais comme le flux propre est proportionnel à i2, et que i2 n'est pas continu, mais alternatif, alors la bobine 2, ou bobine receptrice a un flux propre !


PS : M est un coefficient qui se determine experimentalement

[J-leg]

Escuses moi petite erreur d'indice :
e2 = - d(phi2)/dt = - d( L2.i2 + M.i1 ) = -L2 * d(i2)/dt - M* d(i1)/dt (tension aux borne de la bobine)

Ensuite, puisque la bobine2 et la resistance sont en série, e2 = - R*i2 (bobine en convention generateur)
Ainsi 0 = R*i2 + L2 * d(i2)/dt + M* d(i1)/dt

=> 0 = R*i2 + L2 * jw*i2 + M* jw*i1

[f6bes]

cependant j'ai du mal à accepter d'avoir tort ici,

Remoi,
Si tu en est persuadé.....^pourquoi pas !
Moi et les formules...je le reconnais je suis quasiment nul.
Mais nous sommes trois à t'avoir indiqué que tu prenais la mauvaise route.
Je ne suis qu'un modeste radio amateur mais qui a mis pendant 50 ans les
mains dans le cambouis.
Gwgidaz en est un autre (largement plus compétent que moi) et qui n'a pas l'habitude
de racontait n'importe quoi.
Quand à Penthode il a mis aussi trés certainement les mains dans la HF.

Si tu est sur de ton fait ....continue donc tes expériences.
Bonne journée

[penthode]

refuser qu'une bobine soit le siége d'une "auto induction" (bien que ce terme ne soit plus usité)

c'est méconnaitre gravement les lois de l'électromagnétisme telles qu'elles ont été modélisées par nos prédécesseurs depuis 150 ans.

[J-leg]

Non, vous ne saisissez pas bien ma démarche : au début j'ai posé une question sur la forme de la bobine. Vous m'avez tous ensuite fait remarqué que l'emploi d'un condensateur et la mise en résonance de l'ensemble serait bénéfique à la réception et que ne pas le faire serait une ânerie (je cite ).
Je suis certain que vous avez parfaitement raison là dessus en ce qui regarde la réception radio en général.

C'est pourquoi quand vous m'avez avertit qu'il était contre-productif de ne pas faire résonner mon circuit je me suis posé des questions, et j'ai douté des raisons qui m'ont conduient à ne pas exploiter cette même résonnance.

C'est pourquoi j'ai envoyé mes calculs pour que vous réfutiez/ confirmiez que mon choix était juste...

Je suis donc près à tout recommencer en employant un condensateur d'accord, si vous pensez que mon raisonnement est faux.

Cependant je suis juste en désaccord avec toi sur le flux auto induit (qui existe d'après ce que j'ai appris), mais si tu as une source/explication je t'écoutes.....


Salut penthode j'ai vu ton message après publication !

[J-leg]

Du coup pensez vous que j'ai fait un bon choix en cherchant à limiter le courant i2 et donc à limiter le flux propre (auto-induit) de ma bobine ? (voir feuille de calcul)

Si oui : êtes vous d'accord qu'il m'est impossible de réaliser un circuit d'accord (qui m’empêcherai de limiter le courant i2) ?

[penthode]

tu es en désaccord avec qui ?

Laplace

Faraday,

Maxwell

Orsted



autre ?

car mon petit avis face à ces gens....

[J-leg]

Je ne comprends plus, je ne suis en désaccord avec personne (sauf f6bes) !

As - tu lut ma feuille de calcul, je sais que ça prend du temps, mais je ne peux pas réexpliquer tout à l'écrit...!


(au fait mon message de 11h03 ne t'etait pas destiné penthode si tu l'as tout lut)

[penthode]

j'avoue ne rien y comprendre , par manque de commentaires.

et j'ai passé le gout du décryptage depuis que je ne suis plus prof

je crois vaguement comprendre que tu fais une étude en "champ proche" donc magnetique.

alors qu'il faudrait faudrait envisager une transmission "à distance" en passant donc par Maxwell ( onde ELECTROmagnetique )

[J-leg]

c'est exactement ce que je fais une étude par champs proches comme un transformateur !

Je sais pas quoi faire de plus j'ai passé une heure à bien rédiger au propre pour vous, mais je vais refaire avec des commentaires puisque nécessaire

[penthode]

laisse béton !

en "champ proche" l'atténuation fait que tu perds ton signal en quelques centimètres..

il faut revoir ta copie par la voie électromagnétique.

je te renvoie vers le seul bouquin francophone qui fait autorité, et qui constitue le fond de ma culture sur le sujet

(il existe de remarquables ouvrages en godon , mais j'ignore ton niveau en langues )

libre à toi de réfuter , mais des milliards de systèmes radio , du poste à galène au faisceau satellite reposent sur ces principes .

https://www.amazon.fr/antennes-théor.../dp/2866611659

[J-leg]

Merci, je n'ai pas étudié Maxwell. Quand ce sera fait je reviendrai ^^, merci pour la ref

[penthode]

tu peux déjà bien piger les antennes sans te casser la neurone avec Maxwell ( mais il faut alors admettre sa théorie)

bonnes lectures