Induction électromagnétique

[Lilg]

Bonjour, j'espère que vous allez bien,


Je bloque sur deux trois trucs. Premièrement, puisqu'à l'intérieur d'un alternateur, le courant passe du - au +, pourquoi demande-t-on dans la partie 3 UMN et non pas UNM? (Considérant que la tige c'est "l'intérieur" de l'alternateur)
Ensuite, je bloque sur les deux dernières parties. Pour 4-2, il me semble que Uc (circuit extérieur)= -Utige sachant que U tige c'est UNM (en suivant le sens positif). J'obtiens : ri-e = -Uc implique Uc= e-ri, mais on a i= e/Rt avec Rt= 10ohm (résistance de la tige) et les autres sont négligeables et donc pour ir je retombe sur e vu que ir= r×(e/r) et donc la tension est nulle, ce qui n'a pas de sens. Pour la dernière question, je ne sais pas trop comment raisonner. Merci d'avance et bonne journée !
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[gts2]

Premièrement, puisqu'à l'intérieur d'un alternateur, le courant passe du - au +, pourquoi demande-t-on dans la partie 3 UMN et non pas UNM ? (Considérant que la tige c'est "l'intérieur" de l'alternateur)

C'est une question de choix : on vous demande UMN, vous calculez UMN, Point.
Si on veut justifier, comme la barre est un générateur, on prend logiquement (mais non obligatoirement) la convection générateur : U dans le sens de I.

Pour 4-2, il me semble que Uc (circuit extérieur)= -Utige sachant que U tige c'est UNM (en suivant le sens positif).

Tout dépend ce ce que vous appelez Uc. Si Uc=-Utige=-UNM=+UMN, alors Uc=VE-VD, c'est bien cela ?

J'obtiens : ri-e = -Uc implique Uc= e-ri

Cohérent

Mais on a i= e/Rt

Oui, mais là il y a un condensateur, et dans celui-ci l'approximation quasi-stationnaire magnétique ne marche pas (on ne peut donc appliquer fem=Ri), il faut couper en deux, ce que vous avez fait (condensateur d'un côté, le reste du circuit de l'autre).

[Lilg]

Bonjour, merci d'avoir répondu !

Tout dépend ce ce que vous appelez Uc. Si Uc=-Utige=-UNM=+UMN, alors Uc=VE-VD, c'est bien cela ?

Oui je voulais dire que Uc= +UMN dans la mesure où le courant qui passe dans le circuit extérieur (donc le condensateur ici) est de sens opposé à celui qui passe dans la tige qui fait office de générateur. Alors tension du condensateur c'est +UMN et tension de la tige c'est +UNM. Je ne sais pas si j'ai raisonné correctement, en faisant ce lien entre sens de la tension et celui de l'intensité.

Oui, mais là il y a un condensateur, et dans celui-ci l'approximation quasi-stationnaire magnétique ne marche pas (on ne peut donc appliquer fem=Ri), il faut couper en deux, ce que vous avez fait (condensateur d'un côté, le reste du circuit de l'autre).

D'accord, merci beaucoup, je ne savais pas Il doit y avoir une autre façon de le résoudre parce que ce que vous dites est au dessus de mon niveau.

[gts2]

Alors tension du condensateur c'est +UMN et tension de la tige c'est +UNM.

La tension du condensateur est celle que vous choisissez ou celle qui est imposée par le texte, idem pour la tige.
Après il faut être conscient du sens choisi, et tracer sur le schéma les tensions et le sens du courant choisi pour pouvoir appliquer les lois de l'électrocinétique.

La méthode la plus simple ici est celle que vous avez employée : UMN(condensateur)=UMN(tige). Vous vous êtes simplement compliqué la vie à changer trois fois de signe.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Lilg]

Mais elles sont de signe opposé, non ?

[gts2]

Je ne comprends pas la question : si a=b, a et b sont obligatoirement de même signe.
De quoi parlez-vous ?

[Lilg]

On sait que la tension du condensateur est UMN et à l'inverse celle de la tige c'est UNM, non? Vu que l'un est circuit extérieur tandis que l'autre est le générateur.

[gts2]

Oui mais ce n'est pas un problème de circuit, de générateur ou de condensateur, mais juste de définition : U_MN=V(M)-V(N), donc U_MN=-U_NM

[gts2]

"la tension du condensateur est UMN"

Ce n'est pas LA tension du condensateur, mais celle que vous avez choisie, idem pour LA tension de la tige.

Encore une fois le choix de "la" tension est un choix, soit celui que vous faites, soit celui imposé par le sujet.

[Lilg]

D'accord mais n'empêche que UMN= e-ri tandis que UNM = ri-e, ça change ^^
Et si on avait un conducteur ohmique à la place du condensateur, on aurait eu : -ri= U générateur, il me semble. C'est pour ça que j'ai insisté sur les signes. M'enfin, merci de vous être montré patient avec moi.

[gts2]

mais n'empêche que UMN= e-ri tandis que UNM = ri-e, ça change

On est d'accord : c'est ce que j'ai dit :
"Il faut être conscient du sens choisi, et tracer sur le schéma les tensions et le sens du courant choisi pour pouvoir appliquer les lois de l'électrocinétique."

Et si on avait un conducteur ohmique à la place du condensateur, on aurait eu : -ri= U générateur, il me semble. C'est pour ça que j'ai insisté sur les signes.

Si on n'avait que des résistances, inutile de se compliquer la vie : e=Somme des RI.

-ri=Ugénérateur ou +ri=Ugénérateur, tout dépend de ce que vous appelez Ugénérateur.
Re : "Il faut être conscient du sens choisi, et tracer sur le schéma les tensions et le sens du courant choisi pour pouvoir appliquer les lois de l'électrocinétique."

[Lilg]

Oh d'accord, merci beaucoup. Je n'avais pas compris ça parce que ce n'est pas à mon niveau, vous avez dû le remarquer. ^^
Je vous suis reconnaissante du temps que vous m'avez accordé !

[yvon l]

Bonjour,
Pour le point 4.2, tu dois considérer que tu as un générateur de fem E constante, (facile à calculer) qui alimente un circuit RC.
Comme tu pars d’un condensateur déchargé (Uc=0), tu peux calculer le courant à ce moment de départ. (E, r, Uc=0).
Le condensateur va donc accumuler une charge Q qui va se traduire par une tension à ses bornes Uc= CQ qui va donc …
Le courant, quand le temps passe, va donc atteindre ... car E-Uc= … va atteindre …
Après un temps suffisamment long le condensateur sera … et le courant vaudra …
Pour moi le point 4.1 (Calculer la perte en énergie cinétique ) est mal exprimé. De quel transfert d’énergie parle-t-on exactement ?
Pour le point 4.3, je ne vois pas comment on pourrait déduire la capacité .

[yvon l]

(...)une tension à ses bornes Uc= CQ (...)

EDIT: Uc=Q/C

[Lilg]

Pour le point 4.2, tu dois considérer que tu as un générateur de fem E constante, (facile à calculer) qui alimente un circuit RC.
Comme tu pars d’un condensateur déchargé (Uc=0), tu peux calculer le courant à ce moment de départ. (E, r, Uc=0).
Le condensateur va donc accumuler une charge Q qui va se traduire par une tension à ses bornes Uc= CQ qui va donc …
Le courant, quand le temps passe, va donc atteindre ... car E-Uc= … va atteindre …
Après un temps suffisamment long le condensateur sera … et le courant vaudra …
Pour moi le point 4.1 (Calculer la perte en énergie cinétique ) est mal exprimé. De quel transfert d’énergie parle-t-on exactement ?
Pour le point 4.3, je ne vois pas comment on pourrait déduire la capacité .

Bonjour, merci beaucoup !! Je vais réfléchir à tout ça
Pour la 4.1, il est dit que la vitesse initiale est 0,5m/s, et qu'en régime permanent, elle atteint les 0,3 m/s, j'imagine que c'est cette perte là qu'il faut calculer, et l'utiliser pour déduire C dans la dernière partie, étant donné que la tige a une résistance, ça signifie qu'une partie de cette énergie perdue s'est transformée en énergie calorifique et que l'autre partie a servi à charger le condensateur. Je me suis arrêtée là parce que je ne vois pas comment on pourrait calculer l'énergie calorifique perdue par effet joule. Je ne sais pas si mon raisonnement est correct, mais en tout cas il ne mène à rien.

[gts2]

Votre raisonnement est correct.

Pour 4.3 : intégrer l'équation mécanique entre t=0 et l'infini, cela doit vous donner la charge du condensateur.
Comme vous connaissez la tension ...

[yvon l]

elle atteint les 0,3 m/s, j'imagine que c'est cette perte là qu'il faut calculer, et l'utiliser pour déduire C dans la dernière partie, étant donné que la tige a une résistance, ça signifie qu'une partie de cette énergie perdue s'est transformée en énergie calorifique et que l'autre partie a servi à charger le condensateur. Je me suis arrêtée là parce que je ne vois pas comment on pourrait calculer l'énergie calorifique perdue par effet joule. .

Attention au bilan énergétique pendant le temps de décélération t .
Quand la vitesse de la barre diminue de 0,5 à 03 m/s:
- la barre fournit une énergie au système W1
- U aux bornes du condensateur (augmente/diminue) … et donc le condensateur (fournit/reçoit) de l’énergie au /du système W2
- la résistance ne peut que recevoir de l’énergie W3 = f(R,Q,t).
avec un bilan W=...