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Circuit électrique – problème de mécanique sur les frottements



  1. #1
    Mélytiade

    Circuit électrique – problème de mécanique sur les frottements


    ------

    Bonjour,

    Dans le cadre des TPE, je travaille sur un circuit de voiture électrique et une solution constructive pour rendre la voiture imbattable, dans le sens où elle irait le plus vite possible (en tenant compte évidemment de la restriction de vitesse dans les virages). Pour cela, un calcul des forces s'avère nécessaire afin de déterminer la distance maximale au-delà de laquelle, avant l'entrée en virage, elle ne peut plus ralentir suffisamment pour ne pas déraper.
    Mon problème se situe en ligne droite (pour le moment, en tout cas) : outre les diverses forces verticales, deux forces horizontales agissent sur la voiture : la force de traction du moteur ainsi que la force de frottements. Cette dernière force est le résultat de trois facteurs : les frottements de glissement des balais sur le circuit (nécessaires pour l'alimentation du moteur), les frottements de glissement du plot (qui se situe sous la voiture, afin d'assurer le guidage de la voiture le long d'une tranchée centrale) ainsi que les frottements de roulement des roues. À ce que j'ai pu voir des formules jusqu'à présent, les frottements de glissement sont constants, quelle que soit la vitesse de la voiture. Cependant, je m'interroge sur la constance des frottements de roulement.
    Voici mes hypothèses. Il faut savoir tout d'abord que le circuit est normalement alimenté en tension continue de 13V ; cependant, l'on peut aisément la faire varier, réduisant ainsi la vitesse de la voiture.

    1°/ Supposons que les frottements de roulement soient constants. Lorsque la voiture se déplace de manière rectiligne uniforme, cela signifie que la force de frottements et la force de traction s'équilibrent. Donc la traction est opposée à la force de frottements, quelle que soit la vitesse. Puisque la force de frottements est constante, la traction a une valeur identique pour des vitesses différentes.
    En phase d'accélération, la traction augmenterait alors, créant une résultante dirigée vers l'avant, et reviendrait à sa valeur initiale en fin d'accélération.

    2°/ Supposons maintenant que les frottements de roulement varient avec la vitesse. Là, en cas de déplacement rectiligne uniforme, la traction croîtrait elle aussi de la vitesse. Ici, en cas d'accélération, ce serait d'abord la traction qui augmenterait, faisant ainsi augmenter à son tour à la vitesse, et donc la force de frottements, jusqu'à ce que celle-ci équilibre la traction.

    Quelle est d'après vous l'hypothèse la plus probable ?

    Merci d'avance, je cale là-dessus depuis de (trop) nombreuses semaines.

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  2. #2
    Mélytiade

    Re : Circuit électrique – problème de mécanique sur les frottements

    Bon, je vois que ma question n'inspire pas grand monde.

    A défaut, je vais essayer d'outrepasser la réponse. Par contre, j'aurais besoin de votre aide au sujet de frottements d'engrenages. Je possède donc un moteur de petite voiture électrique, dont l'arbre de sorti est fixé à un engrenage, lui-même entraînant un autre engrenage dont l'arbre est fixé à la roue. J'aimerais savoir si les frottements de ces engrenages (de petit diamètre : 1 cm maximum) sont relativement négligeables ? (Par rapport, par exemple, aux frottements dus aux roues sur le circuit)

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