Energie fournie lors d'une action statique

[yvon l]

Les formules de base du moteur électrique montrent bien les différentes situations .
Le couple C =KI montre une proportionnalité entre le couple mécanique et le courant électrique ( conducteur parcouru par un courant I dans un champ magnétique constant)
le transfert électrique → thermique de type effet joule RI² → Q
le transfert électrique → mécanique: EI → wC. Avec E la tension (fem) nécessaire pour faire tourner le moteur à la vitesse w et I le courant nécessaire qu’emprunte le moteur pour fournir le couple demandé.
Dans le cas du maintien de la charge par le moteur, la vitesse est nulle donc E=0. (EI=wC=0)
Comme on a besoin d’un courant I pour maintenir le couple, une petite tension résiduelle U=RiI est nécessaire pour alimenter le moteur. A cause de cela il y a un transfert résiduel dissipatif dans le moteur ( cette dissipation dans le moteur n’a rien à voir avec la charge à maintenir).
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[yvon l]

Voilà , j'ai ma réponse ; il faut de l'énergie , mais pas sous forme mécanique

)

Sauf, si sous l'action de l'effort tu as la tremblote avec mouvement vertical

[Deedee81]

même si je sens une pointe d'agacement vers la fin

Plutôt de la lassitude avec les répétitions

Sauf, si sous l'action de l'effort tu as la tremblote avec mouvement vertical

Ah non, on va pas revenir aux muscles et inclure Parkinson maintenant

[Christian Arnaud]

Les formules de base du moteur électrique montrent bien les différentes situations .

Dans le cas du maintien de la charge par le moteur, la vitesse est nulle donc E=0. (EI=wC=0)
Comme on a besoin d’un courant I pour maintenir le couple, une petite tension résiduelle U=RiI est nécessaire pour alimenter le moteur. A cause de cela il y a un transfert résiduel dissipatif dans le moteur ( cette dissipation dans le moteur n’a rien à voir avec la charge à maintenir).

Voilà , c'est clair maintenant : le courant I maintient le couple nécessaire à équilibrer la charge

mais alors je repose ma question de départ :
"Lorsqu'une force déplace une masse , on peut aisément calculer l'énergie fournie ( F*déplacement ) , mais lorsqu'il n'y a pas de déplacement , comment calcule-t-on l'énergie correspondante ?"
Je suppose qu'on va partir du couple C nécessaire à l'équilibre , ou du courant I correspondant pour obtenir une puissance , puis introduire le temps T d'immobilisation pour obtenir de l'énergie ?

[azizovsky]

non. Le cycle de Krebs ne tourne PAS sans oxygène.... De toute façon l'effort musculaire anaérobie est à court terme.

Oui, un petit résumé (en vrac) :
https://www.youtube.com/watch?v=FL8HW6tjeE0

ps: une année de BG n'est pas suffisante.....
(changement de cap à cause du système canadien de notation....).

[Christian Arnaud]

Oui, un petit résumé (en vrac) :
https://www.youtube.com/watch?v=FL8HW6tjeE0

ps: une année de BG n'est pas suffisante.....
(changement de cap à cause du système canadien de notation....).

hum , erreur d'aiguillage , je suppose Si un modo peut replacer ce post dans la discussion concernée , ça serait bien C'est : "Peut-on fabriquer les anticorps du Covid19 facilement ? " ; Merci

[yvon l]

Voilà , c'est clair maintenant : le courant I maintient le couple nécessaire à équilibrer la charge :

oui

Je suppose qu'on va partir du couple C nécessaire à l'équilibre , ou du courant I correspondant pour obtenir une puissance , puis introduire le temps T d'immobilisation pour obtenir de l'énergie ?

Pour un moteur, à chaque seconde qui passe, il recevra une quantité d'énergie du réseau électrique . Ce transfert de type électrique fait partie d'une série de transferts qui permet d 'apporter (en partant de sources dites primaires ou renouvelables) de l'énergie à l'utilisateur final.
Si le moteur pouvait être parfait, quand il maintient la charge il ne subirait pas de transfert thermique : RI²t serait égal à 0 et cela parce que R serait nul dans ce moteur.
Bref, en pratique , c'est la qualité de la construction du moteur qui déterminera pour un couple donné (donc un courant donné) la puissance du transfert thermique parasite : P=RI² .
Donc, pour l'électricien, il suffit de mesurer la résistance interne R du moteur et connaître (ou mesurer) le rapport K=C/I du moteur.[/QUOTE]

[azizovsky]

hum , erreur d'aiguillage , je suppose Si un modo peut replacer ce post dans la discussion concernée , ça serait bien C'est : "Peut-on fabriquer les anticorps du Covid19 facilement ? " ; Merci

(Muscle, énergie)=biologie (sujet de la discussion) , ( machine, énergie) = électricité (analogie) .
Qui a perdu les pédaleS? ( je sais lire entre les lignes...)

[Christian Arnaud]

oui
/QUOTE]

Je suppose qu'on va partir du couple C nécessaire à l'équilibre , ou du courant I correspondant pour obtenir une puissance , puis introduire le temps T d'immobilisation pour obtenir de l'énergie ?

Pour le moteur, à chaque seconde qui passe, il recevra une quantité d'énergie du réseau électrique . Ce transfert de type électrique permet par une série de transfert d'apporter en la "consommant" le contenue en énergie d'une source dite primaire. Si le moteur pouvait être parfait il ne subirait pas de transfert thermique : RI²t serait égal à 0 parce-que R serait nul dans ce moteur. Donc pas possible de répondre à la question. Ici c'est la qualité de la construction du moteur qui déterminera pour un couple donné (donc un courant donné) la puissance du transfert thermique parasite : P=RI² . Pour l'électricien il suffit de mesurer R (pas tout[/QUOTE]



Et pour obtenir une énergie fournie minimale , on pourrait supposer un moteur parfait avec une résistance nulle , non ?

Maintenant , pour répondre à ma question de départ , il faudrait pouvoir relier cette énergie minimale au poids de la charge (et au temps d'immobilisation)....

[Deedee81]

Et encore ! Ici c'est un moteur. C'est déjà très difficile à calculer (en connaissant tout le détail interne du moteur). Que dire quand il s'agit de muscles, fibres,... C'est incalculable.

[Christian Arnaud]

Et encore ! Ici c'est un moteur. C'est déjà très difficile à calculer (en connaissant tout le détail interne du moteur). Que dire quand il s'agit de muscles, fibres,... C'est incalculable.

c'est pas grave pour le moment , le fait qu'une énergie (non mécanique) soit nécessaire me suffit et je considère le sujet clos

Merci à tous les intervenants et notamment à Yvon et Deedee qui a fait preuve d'une grande patience

[azizovsky]

Tu peux continuer sans moi ....

ps: Et je suis un Marocain de pur race non ceux qui sont produit ailleurs... (rappel: 11 siècle comme état pour te le rappeler, on 'a fait barrière à des empires ...)

[XK150]

Je pense que le physicien ne peut pas répondre à ta question.
Tout au plus un modèle pour comprendre.
Tu retrouves le même problème quand tu maintiens à l’arrêt ta voiture dans une cote en utilisant ton moteur via l’embrayage. Ton embrayage dissipera plus ou moins d’énergie mécanique (thermique) par seconde suivant la position de la pédale d’embrayage et le régime que tu donneras au moteur (position de la pédale d’accélération). (vaut mieux utiliser le frein ).

Je reviens sur ce problème :

1 - Quelle puissance faut il au moteur , pour maintenir immobile une auto de masse 1000 kg sur l'embrayage ( où toute l'énergie est transformée en chaleur ), dans une une côte à 10 % ?
2 - Dans une côte à 20 % ?

[Christian Arnaud]

Je reviens sur ce problème :

1 - Quelle puissance faut il au moteur , pour maintenir immobile une auto de masse 1000 kg sur l'embrayage ( où toute l'énergie est transformée en chaleur ), dans une une côte à 10 % ?
2 - Dans une côte à 20 % ?

Oui, ça m'intéresse , mais je crains qu'on ne puisse répondre puisqu'on ne connait pas la puissance dissipée en frottements/chaleur dans l'embrayage

[yvon l]

Je reviens sur ce problème :

1 - Quelle puissance faut il au moteur , pour maintenir immobile une auto de masse 1000 kg sur l'embrayage ( où toute l'énergie est transformée en chaleur ), dans une une côte à 10 % ?
2 - Dans une côte à 20 % ?

Pour répondre à ta question, il faut des données supplémentaires concernant la voiture proprement dite. Avec cela tu pourras calculer la puissance mécanique que doit produire le moteur et qui sà l’arret se converti complètement en puissance thermique dans les disques d’embrayage.
Tu verras que cela va dépendre
1) du rapport de la boite à vitesse utilisé. On pourra à partir de la chaîne cinématique qui relie le couple moteur à la force de traction développé par la voiture connaître le couple à développer au niveau moteur
2) de la vitesse minimale du moteur qui permet de tenir le couple qui sera demandé. Il faut donc connaître la courbe Cm(N) du moteur: avec N vitesse du moteur et Cm le couple maximum que peut développer le moteur à la vitesse N. Se rappeler qu’un moteur thermique demande une vitesse minimum de fonctionnement avant de pouvoir fournir un couple.

L’effort total pour maintenir la voiture est de 1000*9,81= 10000 N
à 10%, la composante de l’effort que doit développer la voiture est environ 1000 N
Par exemple supposons que avec le plus petit rapport de la boite à vitesse, la voiture roule à une vitesse 36 Km/h quand la vitesse du moteur est N=6000 tr/min (100 tr/s)
Si le moteur devait fournir un effort de 1000N , la puissance à développer serait de P= F*V = 1000*36000/3600=10000W. Il devrait donc développer un couple de
C=P/w = 10000/(6,28*100)=16Nm
C’est également ce couple que doit fournir le moteur à l’arrêt de la voiture pour maintenir celle-ci à la vitesse nulle.
Supposons que le moteur doit tourner au minimum à 1800 tr/m (30 tr/s) pour fournir ce couple. Il doit donc fournir une puissance mécanique de P=Cw = 16*6,28*30=3000 W
C’est cette puissance de 3000W qui est convertie entièrement en chaleur au niveau embrayage.

Pour une cote à 20*% on trouverais plus du double (le couple est double, mais il faudra par exemple passer de 1800tr/m à 2000tr/m)
Je te laisse le soin des calculs dans le cas ou le conducteur change le rapport de la boite à vitesse .
Sauf erreur ... calcul rapide...

[Christian Arnaud]

Pour répondre à ta question,...

Merci Yvon d'avoir eu le courage de faire les calculs et de détailler la réponse. Elle est très claire

[XK150]

Oui , merci . En fait , on se rapproche du frein de Prony .

[yvon l]

Oui , merci . En fait , on se rapproche du frein de Prony .

Oui, c'est exactement cela, mesurer le couple d'un moteur en lui faisant dissiper l'énergie mécanique dans un frein.