Electricité 1

Transcription

Electricité 1

Electricité
Générale
Electricité 1
Livret 7
Magnétisme 1
Mise à jour février 2007
*FC1207071.1*
FC
1207 07 1.1
Centre National d’E
Enseignement et de Formation A Distance
ELEC 1 - LEÇON 7
Réalisation :
AFPA - Le Pont de Claix
Avertissement
au lecteur
Le présent fascicule fait l’objet d’une protection relative à la propriété intellectuelle,
conformément aux dispositions du Code du même nom.
Son utilisateur s’interdit toute reproduction intégrale, partielle ou par voie dérivée et
toute diffusion dudit document sans le consentement exprès de l’AFPA.
Sous réserve de l’exercice licite du droit de courte citation, il est rappelé que toute
reproduction intégrale, partielle ou par voie dérivée de ce document, sans le
consentement exprès de l’AFPA, est constitutive du délit de contrefaçon sanctionné par
l’article L 335-2 du Code de la Propriété Intellectuelle.
2
© AFPA-CNEFAD – FC_X_120707V1_1.doc
ELEC 1 - LEÇON 7
SOMMAIRE
1 - Les aimants
1.1 Généralités
1.2 Expériences
2 - Champ magnétique
2.1
2.2
2.3
2.4
Définition
Vecteur champ magnétique - Induction
Résultante de deux inductions distinctes
Champ magnétique terrestre
3 - Electromagnétisme
3.1
3.2
3.3
3.4
Expérience d'OErsted
Champ d'un courant rectiligne
Champ d'un courant circulaire (spire)
Champ d'une bobine plate
Exercices d'entraînement n° 1 et n° 2
3.5 Champ d'une bobine longue (solénoïde)
Exercice d'entraînement n° 3
3.6 Influence du milieu - Excitation magnétique
4 - Ferromagnétisme
4.1 Expérience
4.2 Aimantation
3
ELEC 1 - LEÇON 7
5 - Flux magnétique
5.1 Définition
5.2 Flux magnétique dans une spire
5.3 Flux magnétique dans une bobine
5.4 Variations de flux
Corrigé des exercices d'entraînement
Devoir n° 7
4
ELEC 1 - LEÇON 7
1
LES AIMANTS
1.1 Généralités
Il est connu depuis longtemps que certaines substances naturelles sont
capables d'attirer des petites particules de fer (limaille). Ces substances
sont appelées aimants naturels. La magnétite, par exemple, qui est un
oxyde de fer de formule chimique Fe3 O4 est un aimant naturel.
Limaille de fer
Morceau de magnétite
Si on frotte une tige d'acier contre un morceau de magnétite, on obtient un
nouvel aimant dit "aimant artificiel". Mais on utilise surtout des aimants
artificiels qu'on sait produire grâce au courant électrique. On leur donne
en général la forme d'une aiguille ou d'un losange très allongé, d'un U ou
fer à cheval, ou encore d'un barreau rectiligne.
1.2 Expériences
- Une aiguille aimantée montée sur un pivot vertical lui permettant de
tourner horizontalement (boussole) s'oriente toujours dans la même
direction; celle-ci est sensiblement la direction nord-sud.
Si on repère les deux extrémités de l'aiguille on constate que c'est toujours
la même pointe qui vise le pôle nord du globe terrestre; pour cette raison,
celle-ci est appelée pôle nord de l'aimant. L'autre extrémité qui vise le
pôle sud est appelée pôle sud de l'aimant.
Vers le pôle nord
5
ELEC 1 - LEÇON 7
- Les pôles de même nom de deux aimants se repoussent. Les pôles de
nom contraire s'attirent.
S
N
N
S
S
N
Les aimants font donc apparaître des forces attractives ou répulsives.
Ces forces sont inversement proportionnelles au carré de la distance qui
sépare les pôles. Ainsi, si la distance double, la force d'interaction est
divisée par quatre ...
- L'aimantation peut être créée par influence; un clou en fer doux placé sur
un aimant attire lui-même la limaille de fer. Si on retire l'aimant, le clou
n'attire plus la limaille. L'aimantation du fer doux est temporaire. Avec un
clou en acier on obtient une aimantation permanente.
Aimant
S
N
Limaille de fer
Clou en fer
Les substances susceptibles d'être aimantées sont dites ferromagnétiques. C'est le cas du fer, du cobalt, du nickel et de certains de leurs
alliages.
- Si on casse un aimant en plusieurs morceaux, on obtient autant
d'aimants ayant chacun un pôle nord et un pôle sud. Il est donc impossible
d'isoler un pôle.
S
N
S
S
N
N
S
S
N
S
6
N
N
S
N
ELEC 1 - LEÇON 7
2
CHAMP MAGNETIQUE
2.1 Définition
On appelle champ magnétique d'un aimant l'espace environnant dans
lequel il fait subir son influence.
On peut facilement matérialiser le champ magnétique d'un aimant en
réalisant l'expérience suivante :
- Saupoudrons un peu de limaille de fer fine sur une feuille de papier et
sous cette feuille plaçons un aimant. En tapotant légèrement la feuille la
limaille se répartie suivant des lignes allant d'un pôle à l'autre.
L'ensemble de ces lignes constitue le spectre magnétique de l'aimant.
Ces lignes sont appelées lignes de champ. La feuille n'a permis de
matérialiser qu'une coupe du spectre magnétique. En fait, dans l'espace,
ces lignes constituent un faisceau appelé tube de champ.
2.2 Vecteur champ magnétique
Pour quantifier le phénomène magnétique à l'extérieur de l'aimant, on
⎯⎯→
définit en chaque point de l'espace une grandeur orientée notée B et
appelée vecteur champ ou induction magnétique.
- Direction de l'induction : tangente aux lignes de champ.
- Sens de l'induction : orientée du pôle nord vers le pôle sud.
- Module de l'induction : noté B et exprimé en teslas (T).
Remarques :
⎯⎯→
A l'intérieur de l'aimant l'orientation de B est sud-nord.
L'ancienne unité d'induction était le gauss (G) : 10 000 G = 1 T.
7
ELEC 1 - LEÇON 7
2.3 Résultante de deux inductions distinctes
Lorsque deux sources
magnétiques
créent en un point de l'espace deux
⎯⎯
⎯→
⎯⎯
⎯→
inductions
distinctes
B1
et
B2
on démontre que l'induction résul⎯⎯
⎯→
Br
tante
est obtenue graphiquement par la règle du parallélogramme.
B1
Br
B1
B2
Br
B2
2.4 Champ magnétique terrestre
Le globe terrestre se comporte comme un gigantesque aimant dont les
pôles sont voisins des pôles géographiques. La boussole est une très
ancienne application du champ magnétique terrestre.
Sous nos latitudes, les lignes de champ sont inclinées et pénètrent dans le
sol; l'induction magnétique vaut sensiblement 4.10-5 tesla; elle peut être
décomposée suivant l'horizontale et la verticale du lieu (voir ci-dessus, la
règle du parallélogramme). En France, la composante horizontale Bh est
sensiblement égale à 2.10-5 tesla.
Exercice traité
En un point de l'espace, agissent 2 champs magnétiques dont les
inductions⎯ ⎯
et⎯ ⎯⎯→ sont orthogonales. est l'induction terrestre et
⎯→
B1
B2 aimant. Quelle est la valeur Br de l'induction
est celle créée
par un
résultante sachant que B1 = 4.10-5 T et B2 = 3.10-5 T ?
est la diagonale du parallélogramme construit sur
et
;
⎯⎯
⎯→
⎯⎯
⎯→
⎯⎯
⎯→
dans
Br ce cas particulier il s'agit d'un rectangle.
B1
B2
Br = B12 + B22 =
−5
= 5 . 10 − 5 T
4 2 + 3 2 . 10
8
ELEC 1 - LEÇON 7
3
ELECTROMAGNETISME
3.1 Expérience d'OErsted
- Plaçons un fil conducteur rectiligne parallèlement à la direction de
l'aiguille d'une boussole située à sa proximité.
- Faisons passer maintenant un courant électrique dans ce fil. L'aiguille
dévie et tend à s'orienter perpendiculairement au fil.
- Supprimons le courant, l'aiguille revient à sa position initiale.
- La déviation de l'aiguille se manifeste en tout point autour du fil; elle
change de sens si on inverse le sens du courant.
On en conclut que le courant a créé dans l'espace environnant un champ
magnétique de même nature que celui d'un aimant.
3.2 Champ d'un courant rectiligne
L'expérience d'OErsted a montré l'existence d'un champ magnétique créé
par un courant. Pour un fil rectiligne suffisamment long, les lignes de
champ sont circulaires, concentriques et situées dans un plan
perpendiculaire au conducteur.
9
ELEC 1 - LEÇON 7
Le sens de l'induction magnétique peut s'obtenir par les règles pratiques
suivantes :
3.2.1 Règle du bonhomme d'Ampère
Un observateur placé le long du fil, le courant rentrant par ses pieds et
sortant par sa tête, voit l'induction dirigée vers sa gauche.
3.2.2 Règle de la main droite
La main droite entourant le fil de façon à ce que le pouce indique le sens
du courant, l'orientation des autres doigts donne le sens de l'induction.
3.2.3 Règle du tire-bouchon de Maxwell
Le sens de l'induction est celui dans lequel on doit tourner le tire-bouchon
pour qu'il progresse dans le sens du courant.
progression
rotation
10
ELEC 1 - LEÇON 7
3.2.4 Valeur de l'induction magnétique
L'induction magnétique, créée dans l'air par un courant rectiligne, est
proportionnelle à l'intensité I du courant et inversement proportionnelle à la
distance d du fil.
B=
µ0
2x π
x
I
d
I - s'exprime en ampères (A);
d - s'exprime en mètres (m);
µ0 - est appelé perméabilité du vide (ou de l'air);
µ0 = 4 x π.10-7 henry par mètre (H/m);
B - s'exprime en teslas (T).
3.3 Champ d'un courant circulaire (spire)
Un conducteur circulaire parcouru par un courant crée dans son voisinage
un champ magnétique. Le sens de l'induction, à l'intérieur de la spire, est
celui dans lequel progresse le tire-bouchon quand on le tourne dans le
sens du courant.
Au centre d'une spire de rayon R, l'induction est perpendiculaire au plan
de la spire et sa valeur, dans l'air, est donnée par la relation :
B = µ0 x
I
2x R
R - s'exprime en mètres (m);
11
ELEC 1 - LEÇON 7
3.4 Champ d'une bobine plate
Une bobine plate (épaisseur faible devant le rayon moyen) est constituée
de N spires jointives de rayon sensiblement identique. Elle crée un champ
magnétique N fois plus grand qu'une seule spire. Le sens de l'induction se
détermine comme pour la spire unique.
Au centre de la bobine l'induction est donnée par la relation :
B = µ0 x
Nx I
2x R
Un fil rectiligne de 2,5 mètres de longueur est parcouru par un courant
électrique I = 10 A.
Calculer la valeur de l'induction magnétique en un point M de l'air ambiant
situé à une distance d = 50 mm de ce fil.
Une bobine plate est constituée de N = 125 spires dont le rayon moyen R
est de 15 cm. Elle est parcourue par un courant I = 1,5 A.
Calculer la valeur de l'induction, dans l'air, au centre de la bobine.
3.5 Champ d'une bobine longue (solénoïde)
Une bobine longue (longueur grande devant le rayon moyen) est
constituée de N spires jointives de rayon sensiblement identique.
A l'intérieur du solénoïde, sauf au voisinage des extrémités, les lignes de
champ sont parallèles à l'axe et l'induction est quasi uniforme. Le sens de
l'induction se détermine comme pour la spire unique.
Sur l'axe d'une bobine de longueur L l'induction est donnée par la relation :
B = µ0 x
Nx I
L
L - s'exprime en mètres (m);
Un solénoïde de longueur L = 0,5 m comporte 600 spires parcourues par
un courant I = 3,5 A.
Calculer l'induction magnétique à l'intérieur de la bobine.
12
ELEC 1 - LEÇON 7
Remarque : Par analogie avec un aimant, nous appellerons face sud
d'une bobine celle par laquelle pénètrent les lignes de champ. L'autre face
sera appelée face nord. L'approche d'une aiguille aimantée près de l'une
des faces confirme cette analogie.
3.6 Influence du milieu - Excitation magnétique
L'induction magnétique B dépend du milieu dans lequel est plongé le
circuit électrique. La grandeur qui traduit l'influence du milieu est la
perméabilité magnétique. Cette grandeur est notée µ0 pour le vide (ou
pour l'air) et µ pour un autre milieu. La perméabilité d'un milieu donné peu
s'exprimer grâce à la relation :
µ = µ0 x µr
dans laquelle µr est appelé perméabilité relative par rapport au vide du
milieu concerné.
µ et µ0 - s'expriment en henry par mètre (H/m);
µr est sans dimension.
Pour la plupart des milieux, µr est très voisin de 1. Seuls quelques
matériaux, appelés ferromagnétiques, ont une perméabilité relative
significative.
Les expressions qui donnent l'induction magnétique peuvent se scinder en
deux termes, l'un traduisant l'influence du milieu (la perméabilité) et l'autre
dépendant des caractéristiques du circuit électrique (intensité du courant,
nombre de spires et dimensions géométriques). Ce deuxième terme est
appelé excitation magnétique; on le note H. D'où l'expression générale
de l'induction :
B=µxH
H - s'exprime en ampères par mètre (A/m)
ou en ampères-tours par mètre;
µ - s'exprime en henry par mètre (H/m);
13
ELEC 1 - LEÇON 7
Par exemple, pour la bobine plate l'excitation magnétique s'écrit :
H=
Nx I
2x R
Remarque : L'ancienne unité d'excitation magnétique était l'oersted.
1 oersted # 80 A/m
4 FERROMAGNETISME
4.1 Expérience
Si nous plaçons une boussole à proximité d'un solénoïde parcouru par un
courant I, celle-ci dévie d'un certain angle.
bobine
boussole
Introduisons un noyau de fer dans la bobine. On constate que la déviation
de l'aiguille est beaucoup plus grande.
noyau de fer
La présence d'un morceau de fer dans le champ magnétique a renforcé
considérablement l'induction.
Cette propriété du fer, appelée ferromagnétisme, appartient aussi au
cobalt et au nickel et à certains de leurs alliages. La perméabilité relative
µr de ces métaux peut atteindre quelques milliers.
Si on renouvelle l'expérience précédente avec un barreau de cuivre,
d'aluminium, de verre, ... on ne constate aucun effet semblable.
14
ELEC 1 - LEÇON 7
Au centre d'un solénoïde règne, dans l'air, une induction B0 = 5 mT.
On y introduit un barreau de fer dont la perméabilité µr = 5000.
Calculer la nouvelle induction B à l'intérieur de la bobine.
4.2 Aimantation
Un barreau ferromagnétique placé dans un champ magnétique s'aimante.
Ce phénomène porte le nom d'aimantation induite.
- Si après disparition du champ le barreau perd son aimantation, celle-ci
est dite temporaire; c'est le cas du fer doux (ou fer quasiment pur) qui
sert de noyau dans la fabrication des électroaimants.
- Si après disparition du champ l'aimantation demeure elle est dite
permanente; c'est le cas de l'acier trempé qui s'emploie pour réaliser les
aimants permanents. Leur aimantation disparaît si on les chauffe au-delà
d'un seuil de température appelé point de Curie (# 750 °C).
4.2.1 Courbe d'aimantation
On appelle courbe d'aimantation d'un noyau ferromagnétique le graphique
représentant l'induction magnétique B en fonction de l'excitation
magnétique H due au courant dans la bobine (H est proportionnelle au
produit NxI).
Pour l'acier doux, cette courbe a l'allure ci-dessous :
Cette courbe montre :
- que B est proportionnelle à H pour les faibles valeurs de
l'excitation magnétique (H < 500 A/m);
- que B se stabilise pour les valeurs de H > 3000 A/m. On dit que le
matériau ferromagnétique est saturé, ce qui signifie qu'une augmentation
de l'excitation magnétique H n'engendre plus qu'une très faible
augmentation de l'induction B.
15
ELEC 1 - LEÇON 7
Dans l’exposé qui précède on entrevoit les natures différentes de H et de
B. L’excitation H peut être considérée comme la «cause» et l’induction B
comme l’ «effet» qui en résulte.
En observant la courbe d'aimantation de l'acier doux, calculer sa
perméabilité relative µr pour H < 500 A/m et pour H = 5 000 A/m.
4.2.2 Hystérésis
Les courbes d'aimantation obtenues
par croissance régulière puis par
décroissance régulière de H ne se
superposent pas. Ce phénomène porte
le nom d'hystérésis.
L'induction résiduelle lorsque H est
revenu à 0 est appelée induction
rémanente (point b). Elle entraîne une aimantation permanente.
Pour annuler l'induction le matériau doit être soumis à une excitation
négative appelée excitation coercitive (point c). Celle-ci peut être
obtenue par inversion du courant dans la bobine.
4.2.3 Commentaires sur l'hystérésis
- L'induction rémanente Br est de l'ordre de 1 tesla. Elle permet à
certaines machines électriques tournantes de s'amorcer par elles-mêmes.
- Pour la fabrication des aimants permanents on recherche des matériaux
ferromagnétiques ayant une forte induction rémanente et surtout un
champ coercitif Hc important (pour qu'ils conservent leur aimantation).
Pour cet usage on peut citer l'acier trempé et les ferrites (poudre de fer
agglomérée par frittage avec un isolant) pour lesquelles Hc = 80 000 A/m.
- Pour la réalisation des électroaimants, au contraire, le matériau utilisé
doit avoir un champ coercitif très faible; en effet il doit se désaimanter dès
qu'on coupe le courant dans la bobine. Dans ce cas c'est généralement le
fer doux qui est utilisé.
Le schéma ci-dessous représente un électroaimant porteur de charge.
16
ELEC 1 - LEÇON 7
La force portante F d'un électroaimant est donnée par la relation suivante :
B - s'exprime en teslas (T);
S - surface de contact totale de l'armature
s'exprime en mètres carrés (m2);
µ0 = 4 x π.10-7 H/m;
F - s'exprime en newtons (N).
B2 x S
F=
2 x µ0
Calculer F sachant que B = 1,5 T et S = 12 cm2.
4.2.4 Cycle d'hystérésis
Une variation alternative de l'excitation H de part et d'autre de H = 0
entraîne une variation alternative de l'induction B de part et d'autre de B =
0. La courbe fermée obtenue représente le cycle d'hystérésis.
Ci-dessous sont tracés les cycles du fer doux et d'un acier.
L'aimantation et la désaimantation sont génératrices de chaleur et
entraînent donc des pertes d'énergie. On démontre que ces pertes sont
proportionnelles à l'aire du cycle d'hystérésis, au nombre de cycles décrits
et au volume du matériau ferromagnétique. Dans les appareils électriques
industriels tels que moteurs, transformateurs, alternateurs, ... les masses
métalliques sont soumises en permanence à de nombreux cycles. Pour
minimiser les pertes d'énergie il y a tout intérêt à choisir un matériau
présentant un cycle de faible surface (acier au silicium, alliage fernickel, ...) afin d'obtenir un meilleur rendement.
17
ELEC 1 - LEÇON 7
5 FLUX MAGNETIQUE
5.1 Définition
On appelle flux magnétique à travers une surface plane perpendiculaire
aux lignes de champ, le produit de l'induction B par l'aire S de cette
surface. On note le flux par la lettre grecque Φ (prononcée phi).
Φ=BxS
B - s'exprime en teslas (T);
S - s'exprime en mètres carrés (m2);
Φ - s'exprime en webers (Wb).
⎯⎯→
Si la normale n
à la surface S est inclinée d'un angle α par rapport
aux lignes de champ, l'aire à considérer est égale à S x cos α .
⎯⎯→
B
Φ = B x S x cos α
⎯⎯→
n
⎯⎯→
Remarque : Ces relations ne sont rigoureuses que si l'induction B
est uniforme (lignes de champ parallèles, de même sens et B constant) en
tout point de la surface S.
5.2 Flux magnétique dans une spire
La définition est la même que ci-dessus. La surface à considérer est celle
définie par le contour de la spire.
Remarque :
Le flux magnétique à travers un circuit (spire ou bobine) parcouru par un
courant électrique est une grandeur algébrique. Il est positif quand les
lignes de champ rentrent par la face sud du circuit; il est négatif quand
elles rentrent par la face nord.
Calculer le flux magnétique Φ à travers une surface plane S = 0,2 m2
plongée dans une induction uniforme B = 0,3 T.
1 - Quand la surface est perpendiculaire aux lignes de champ;
2 - Quand la surface fait un angle β = 30° avec les lignes de champ.
18
ELEC 1 - LEÇON 7
5.3 Flux magnétique dans une bobine
Quand on place une bobine dans un champ magnétique chaque spire est
traversée par les lignes de champ.
Le flux dans une bobine comportant N spires est donc multiplié par N. Si
son axe fait un angle α avec les lignes de champ, ce flux s'écrit alors:
Φ = B x N x S x cos α
5.4 Variations de flux
Nous verrons dans le fascicule suivant que toute variation de flux dans un
circuit électrique engendre une force électromotrice.
De la relation précédente il découle que pour provoquer des variations de
flux on peut agir sur trois paramètres :
- l'induction B, par action sur le courant d'excitation;
- la surface S, par déformation du circuit; dans ce cas la variation de
flux est souvent appelée flux coupé;
- l'inclinaison α de la surface, par orientation du circuit dans le champ.
Remarque : une variation de flux se note ΔΦ = Φ 2 − Φ 1 ( Δ lettre grecque
prononcée « delta » qui correspond à D comme Différence)
Electroaimant transportant des lingots d'acier
19
ELEC 1 - LEÇON 7
CORRIGE
DES EXERCICES D'ENTRAINEMENT
La longueur du fil n’intervient pas directement dans le calcul, il suffit qu’elle
soit grande devant la distance d pour que la formule soit applicable.
L'induction magnétique à 50 mm du fil est égale à :
B=
µ0
I
4 x π.10 −7
10
x
x
=
= 4.10-5 T
2xπ d
2xπ
50.10 −3
B = 0,04 mT
(valeur proche de l'induction magn. terrestre)
L'induction magnétique au centre de la bobine est égale à :
B = µ0 x
Nx I
125 x 1,5
= 4 x π.10-7 x
= 0,785.10-3 T
2 xR
2 x 1510
. −2
B = 0,785 mT
L'induction magnétique à l'intérieur de la bobine est égale à :
B = µ0 x
600 x 3 , 5
Nx I
= 52 800.10-7 T
= 4 x π.10-7 x
L
0,5
B = 5,28 mT
Avec le barreau de fer, la nouvelle induction magnétique à l'intérieur du
solénoïde est égale à :
B = µr x B0 = 5 000 x 5.10-3 = 25 T
20
ELEC 1 - LEÇON 7
B
On sait que B = µ x H = µ0 x µr x H d'où µr =
µ0 x H
Sur la courbe d'aimantation de l'acier doux, la mesure de B pour les points
d'abcisse H = 0,5 kA/m et H = 5 kA/m donne respectivement les résultats
suivants
B # 1 T et B # 1,7 T d'où :
B
1
µr =
=
= 1590 pour
-7
µ0 x H 4 x π . 10 x 0,510
. 3
B
1,7
µr =
=
= 270
µ0 x H 4 x π . 10 - 7 x 510
. 3
H < 0,5 kA/m
pour H = 5 kA/m
La force portante de l'électroaimant est égale à :
B2 x S (1 , 5 )2 x 12 . 10 -4
F=
=
= 1 074 newtons
2 x µ0
2 x 4 x π . 10 -7
Le flux magnétique à travers la surface est égal à :
1 - La surface est perpendiculaire aux lignes de champ
Φ = B x S = 0,3 x 0,2 = 0,06 weber
2 - La surface fait un angle β = 30° avec les lignes de champ donc
α = 90 ° - 30 ° = 60 °
Φ = B x S x cos α = 0,3 x 0,2 x 0,5 = 0,03 weber
21
ELEC 1 - LEÇON 7
DEVOIR N° 7
Effectuez le devoir sur la feuille de copie préimprimée que vous trouverez
en encart au milieu du fascicule. Ne recopiez pas les énoncés et soignez
la présentation de votre travail.
Problème n° 1
(3 points)
Déterminer la valeur Bv de la composante verticale de l'induction
magnétique terrestre en France (Voir chapitres 2.3 et 2.4).
Problème n° 2
(2 points)
Quel est le nom du pôle de la face avant de la spire représentée au
chapitre 3.3 ? - Justifiez votre réponse.
Problème n° 3
(4 points)
L'induction magnétique B au centre d'un solénoïde (sans noyau) de
longueur L = 30 cm parcouru par un courant I = 3 A est de 14,14.10-3 T.
1 - Quel est le nombre de spires du solénoïde?
2 - Les spires sont jointives et le diamètre du fil émaillé est d = 8/10 de
mm. Quel est le nombre de couches de fil ?
Problème n° 4
(3 points)
Une formule pratique donnant la puissance perdue par hystérésis pour les
tôles minces est la suivante :
PH = k x f x V x B2
PH - puissance perdue en watts (W);
k - coefficient propre au matériau utilisé;
peut s'exprimer en mètres par henry (m/H);
f - nombre de cycles décrits par seconde en hertz (Hz);
V - volume de métal en mètres cubes (m3);
B - induction magnétique maximale en teslas (T).
Calculer la puissance perdue par hystérésis dans un alternateur sachant
que :
k = 230 m/H f = 50 Hz
V = 1,5 dm3 B = 1,25 T
22
ELEC 1 - LEÇON 7
Problème n° 5
(6 points)
Un circuit conducteur rectangulaire horizontal,
dont un côté est une barre
⎯⎯→
ab mobile, est placé dans une induction B uniforme et verticale.
Position 1
a
L
l
Position 2
B
b
La largeur l du circuit est de 5 cm.
En position 1 la longueur L1 mesure 8 cm et en position 2 la longueur L2
vaut 12 cm.
→
L'induction ⎯⎯
est due à un électroaimant : B = 125 mT.
B
1 - Calculer le flux Φ1 à travers le circuit fermé lorsque la barre ab est en
position 1.
2 - Calculer le flux Φ2 lorsque la barre ab est en position 2.
3 - Calculer la variation de flux ΔΦ = Φ2 – Φ1 lors du déplacement de la
barre (dans ce cas, cette variation de flux est appelée flux coupé).
4 - Montrer qu'il est inutile de calculer successivement Φ1 puis Φ2 pour
déterminer la valeur du flux coupé.
Présentation
(2 points)
23
Impression AFPA - SEDEX

Electricité 1

Transcription

Documents pareils

MOKA INDUCTION Bialetti

Aimant Ø 19 mm Soudure chaude à la masse Sortie par câble PFA

Fiche Produit Invitation Pro Gamme Tefal

HTAESVH Vélo d`appartement petite modèle

Exercices sur les actions électromagnétiques Exercice 1: force

Fiche pdf de la nouvelle gamme de perceuse Rotabest SP Line

La boucle à induction magnétique

Accessibilité du forum Sciences Po Entreprises

Fiche PDF Rotabest 130 - Remo machines et outillages

Navigation - Cours du BIA - Pagesperso