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 électrique !
Toute variation de champ magnétique engendre une tension induite comme le prouve la vidéo !
Comment produire du courant électrique avec bobines et aimants.
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 !
Induction magnétique : tableaux récapitulatifs !
| Introduction lente | Introduction rapide | Retrait lent | Retrait rapide |
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| 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... !
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 | |
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| Induction optimale, dans l'axe | Induction nulle, perpendiculaire |
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.
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.
Récapitulatif des principes : transformateur et moteur
| Base du transformateur | Base du moteur asynchrone |
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| 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. |
Expérience : la bobine crée un retard dû à son inductance
Cette vidéo comporte 2 circuits quasiment identiques pour mettre en évidence le retard (déphasage temporel) engendré par l'inductance d'un solénoïde :
- Avec une résistance simple (équivalente au fil de la bobine) en série avec la lampe : aucun retard
- Avec une bobine là aussi en série avec une lampe identique : on observe un retard !
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
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...
- 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...
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.
Invité, affichez le quiz :
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Stage : INITELEC
