View
109
Download
1
Category
Preview:
Citation preview
Induction électromagnétique
Hugues OttMaître de conférence à l’IUT Robert Schuman Université de Strasbourg
Département Chimie
spire)B(
+
Le flux du vecteur B à travers une spire de surface S
Le flux du vecteur B à travers un circuit constitué de N spires de surface S
Nspires)B(
S ),(.. BSCosSB
S.B
spire)B(.N
)B,S(Cos.S.B.N
Flux du vecteur B à travers une spire
Déplacement relatif
aimant bobine
Existence d’une fem aux bornes de la
bobine
la source de champ (aimant)
le conducteur (la bobine)
Apparition d ’un courant induit
Inducteur
Induit
B B
Loi de Faraday-Henry aspect expérimental
e ddt dt
d
)B,S(Cos.S.B.N)B(
)B,S(Cos.S.B.N
Apparition d ’une fem si • B varie
• S varie
• N varie
varie)B,S(
•
ievar)B(Si
fem induitcourantfermécircuit
Expression de la loi de Faraday-Henry (1831)
• Elle permet de déterminer le sens du courant induit
• Le sens du courant induit est tel que, par ses effets, il s’oppose à la cause lui ayant donné naissance.
B Bi
• Fermer la main droite dans le sens de i
• le pouce indique le sens de Bi
Loi de Lenz (1834)
Bobine 2
E
bobine 1
• La bobine 1 est parcourue par un courant
• Si le flux de ce champ à travers la bobine 2 voisine varie
création d’une fem dans la bobine 2• la bobine 1 induit une tension dans la bobine 2.
• Ce phénomène est appelé induction mutuelle.
• Elle crée un champ magnétique
Induction manuelle
Inducteur
Induit
• avec M: coefficient d’induction mutuelle
– s’exprime dans SI en Henry (H)
– il dépend
dt
diMe 1
2
S.NN.
M 21
dt
de2
S.i.
N..N
dt
d1
12
S.B.Ndt
d2
dt
diS.NN. 112
dt
diM 1
)B,S(Cos.S.B.N)B( 2
11 i.N.
B
Si la bobine induite est à l’intérieur de la bobine
inductrice. Loi d’induction
• de la forme
• du milieu dans lequel ils se trouvent
• de la position relative des deux circuits
Expression de la fem d’induction manuelle
Amp2
Amp1 E
LR
Retard à l’établissement du courant dans Amp2
En régime permanent, l’éclat lumineux pour Amp1 et Amp2 est identique
Auto-induction : aspect expérimental
L’intensité du courant s’établit
E
I
BBi
i
le champ magnétique propre créé par le courant s’établitle flux magnétique propre créé par ce champ à travers la bobine varieIl en résulte une tension induite
un courant induit opposé au courant inducteur apparait
0 Ii
0 B
dt
de
ievar)B(
Auto-induction : interprétation
dt
diLe
avec L : inductance de la bobine
S.N
L2
dt
de
S.B.N
dt
d
S.i.
N..N
dt
d
dt
diS.N. 2
dt
diL
Pour un
solénoïde
)B,S(Cos.S.B.N)B(
S.B.N)B(
s’exprime en H dans SI dépend de la géométrie de la
bobine du milieu dans lequel elle se trouve.
L est fonction de i en présence d’un
noyau
i.N
.
Fem d’auto-induction
e1
i1 i2
n1 spires
primairen2 spires
secondaire
circuit magnétique ferménoyau en fer
e2
B
dt
de
S.B.N
dt
d
1
2
e
e
1
2
n
n
2
1
i
i
Un transformateur ne fonctionne qu’en régime variable
Application - Transformateur
I I
B
i
un conducteur au repos dans un champ magnétique
variable
un conducteur en mouvement dans un champ magnétique uniforme
i
le freinage électromagnétiquecamion, autocar, locomotive
• un disque de cuivre fixé sur l’axe de la roue • il tourne dans l’entrefer d’un électroaimant • au freinage un courant est envoyé dans
l’électroaimant • ce courant crée un champ magnétique • le disque en mouvement est le siège de
courants induits• les effets s’opposent au mouvement et par
conséquent • ralentissent le disque et la roue qui en est
solidaire.
le four à induction
• une masse métallique immobile
• un champ magnétique variable
• apparition de courants • l’effet Joule assure
l’échauffement.
les courants de Foucault sont parfois gênants (transformateurs - feuilletage des armatures)
Les courants de Foucault : courants induits
Recommended