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Tension électrique induite

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Induction électrique par variation de champ magnétique

Un aimant et donc une variation de champ magnétique, induit une tension !


Toute variation de champ magnétique engendre une tension induite comme le prouve la vidéo !
La réversibilité de l'expérience entre courant électrique et aimant (boussole) est totale
Notez que si l'aimant est déplacé perpendiculairement à la bobine, aucune tension n'est induite !




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Induction magnétique : tableaux récapitulatifs !

Introduction lente Introduction rapide Retrait lent Retrait rapide
Induction magnétique lente positive Induction magnétique rapide positive Induction magnétique lente positive Induction magnétique rapide négative
Tension induite
positive faible
Tension induite
positive élevée
Tension induite
négative faible
Tension induite
négative élevée

Conclusion : Le sens du courant dépend du sens du déplacement et de la polarité de l'aimant. Si l'on inverse les 2, cela annule l'inversionDouble inversion = annulation
Notez que si la tension induite est supérieure avec les mouvement rapides, sa durée est moindre : l'énergie produite est donc identique, rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme... !

Complément : on peut remplacer l'aimant permanent par un électro-aimant
Induction dans l'axe Induction perpendiculaire
Induction optimale, dans l'axe Induction nulle, perpendiculaire




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Tension induite, intensité et force en court-circuit

Base du transformateur et du moteur asynchrone



Dans la vidéo, nous mettons en évidence la tension induite lors d'une variation de champ magnétique.
La seconde étape consiste à réaliser un court-circuit sur la bobine induite afin qu'à son tour elle génère un champ magnétiqueEn la court-circuitant, on la contraint à consommer la tension induite qu'elle génère ; ce qui engendre une intensité... Une intensité dans une bobine provoque un champ magnétique !. La présence de 2 champs magnétiques engendre à son tour une force qui est à la base du fonctionnement, entre autres mais principalement, du fameux moteur asynchrone.




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Récapitulatif des principes : transformateur et moteur

Base du transformateur Base du moteur asynchrone
Expérience induction mutuelle Expérience Lenz force
Impulsions alternatives
Chaque changement de polarité sur la bobine alimentée à gauche génère un champ magnétique variable dans le noyau.
Ce champ induit une tension dans la bobine reliée au galvanomètre uniquement lors des transitions (changements d'état).
Obtention d'une force
Changement d'état électrique = variation de champ magnétique = tension induite dans la bobine en cct Court-circuit. La tension induite dans bobine de droite, du fait du cct, engendre une intensité et donc un second champ magnétique. Deux champs magnétiques sur un même noyau = force = déplacement...
Pour plus de clarté on a fixé la bobine de gauche.




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Expérience : la bobine crée un retard


Cette vidéo comporte 2 circuits quasiment identiques :
  1. Avec une résistance simple (équivalente au fil de la bobine) en série avec la lampe : aucun retard
  2. Avec une bobine là aussi en série avec une lampe identique : on observe un retard !




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Constats sur la vidéo précédente :

  • La résistance de la bobine augmente lors de la fermeture du noyau
  • Le résistance diminue lors de l'ouverture du noyau
  • L'ampoule en série avec la bobine s'éteint à la fermeture du noyau
  • L'ampoule en série avec la bobine présente un retard à la mise sous tension
  • L'ampoule en série avec la bobine s'éteint aussi avec un retard
Le fameux effet selfSelf-induction = auto-induction
Self est le petit nom donné à la bobine, il est issu de cette particularité d'auto (self) induction, fainéants nos amis anglais l'ont raccourci à self !
, auto-induction, est responsable de ces phénomènes :

  • Quand on modifie l'alimentation d'une bobine, elle modifie l'intensité du champ magnétique qu'elle génère.
  • La bobine subit forcément la variation de champ magnétique qu'elle génère puisqu'elle l'entoure...
  • Cette variation de champ induit en son centre une tension qui va interagir avec la tension du générateur qui l'alimente...
Les expériences précédentes indiquent que :
  • Cette tension auto-induite se retranche lors d'une augmentation d'alimentation afin de s'opposer à cette élévation !
  • Cette tension auto-induite s'ajoute lors d'une diminution afin là aussi de s'opposer à cette baisse...
Conclusion : la bobine est contradictoire car elle s'oppose à toute variation de champ magnétique, elle cherche à maintenir l'intensité I qui la traverse : constante !
En effet : en retardant allumage de l'ampoule elle maintient momentanément I à 0 :
U alimentation + U bobine = 0
La tension U bobine s'ajoute car elle est en série avec l'alimentation...
Le résultat est nul car la tension U bobine est opposée à celle de l'alimentation.




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Un nouveau vrai faux !...


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Crée le 18 / 03 / 2017, der. màj le 30 / 06 / 2018 par : Guillaume (Guillaume DUPAS)
Contributeur Guillaume DUPAS Gu5835e07c1389f
Cours vu 4732 fois
Difficulté : ★★★☆☆
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