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Niveau master
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synthèse sous champ magnétique 2éme master

Posté par
laakhdar
13-03-14 à 22:17

bonsoir pour tout
je veux faire un synthèse sous champ magnétique et j'ai besoin de fabriquer deux bobines (solénoïdes) qui me donnent un champ intense entre les deux .. ces bobines chacune contient 1000 spires enroulés en 2 ou 3 couches.. comment être la longueur de cette bobines en enfin je vous remerciais

Posté par
LeDino
re : synthèse sous champ magnétique 2éme master 14-03-14 à 01:25

L = 1000 spires * 2 * PI * R

Exemple :  R = 10 cm  ==>  L = 628 mètres   (pour chaque bobine)

Pour deux bobines de Helmoltz (placées à distance R) :
B sera de l'ordre de 0,01 Tesla pour  R = 0,1 m  n = 1000  et I = 1 Ampère.
C'est un très fort champ magnétique.

Mais attention : 1000 spires c'est vraiment beaucoup.
Et attention à la chaleur dégagée...

Posté par
laakhdar
re : synthèse sous champ magnétique 2éme master 15-03-14 à 12:18

bonjour a tous
j'ai besoin d'un champ magnétique alentour de 500 Oe le min entre deux bobines placées en séries distantes de 7 cm. si j'utiliserai un fil de cuivre se diamètre 1mm et chaque bobine contient 1000 spires, que sera la longueur de chaque bobine ( qui est identique à l'autre ) pour que ces bobines fonctionnent en bon états? je trouve pas une formule exacte !! et merci

Posté par
LeDino
re : synthèse sous champ magnétique 2éme master 15-03-14 à 13:02

Citation :
j'ai besoin d'un champ magnétique alentour de 500 Oe le min entre deux bobines placées en séries distantes de 7 cm. si j'utiliserai un fil de cuivre se diamètre 1mm et chaque bobine contient 1000 spires, que sera la longueur de chaque bobine ( qui est identique à l'autre ) pour que ces bobines fonctionnent en bon états? je trouve pas une formule exacte !! et merci

La formule de la longueur pour une bobine de rayon R je te lai donnée plus haut.
C'est tout bêtement le périmètre d'un cercle fois le nombre de spires...

Si tu as vraiment 1000 spires, le rayon peut varier entre 2 extrêmes R1 et R2, auquel cas le problème se complique un peu parce que la façon dont les spires sont enroulées peut jouer sur le volume occupé.
Mais en première approximation, pour avoir un ordre de grandeur, la première formule que je t'ai donnée peut tout à fait convenir en prenant un "rayon moyen" et en supposant que R1 et R2 ne sont pas trop éloignés l'un de l'autre.

Exemple d'enroulement d'un fil de 1 mm :
30 spires cote à cote enroulées à plat représentent 3 cm de largeur
30 spires enroulées par superposition représentent 3 cm de hauteur
Cela fait 900 spires en tout (30 * 30)
On peut considérer qu'en "s'imbriquant" un peu, les pires prendront moins de place.
Donc on peut surement placer 1000 spires de diamètre 1 mm dans une bobine de largeur 3 cm et d'épaisseur 3 cm maximum.

On peut alors avoir par exemple un rayon moyen de :
R = 10 cm   (R1 = R-1,5 = 8,5   et  R2 = R+1,5 = 11,5).
Ou encore :
R = 7 cm    (R1 = R-1,5 = 5,5   et  R2 = R+1,5 = 8,5).

Pour un rayon moyen de 10 cm, la longueur sera approximativement par bobine : 2* PI * R * N = environ 630 mètres  (par bobine).
Pour un rayon moyen de 7 cm, la longueur sera approximativement par bobine : 2* PI * R * N = environ 400 mètres  (par bobine).


ATTENTION :
1000 spires c'est énorme.
Le dégagement de chaleur doit être étudié...
Quant au champ que tu veux produire, il faudrait faire la conversion en Tesla qui est l'unité SI, mais j'ai l'impression qu'il est considérable (à vérifier).

Dans quelle matière fais-tu ton Master sans indiscrétion ?

Posté par
laakhdar
re : synthèse sous champ magnétique 2éme master 15-03-14 à 14:04

Merci bien LeDino
tout d'abord tous ce que tu m'a dit j'ai déjà connu .. mon problème c'est pas de connaitre ces formules mais je cherche l'aspect expérimentale puisque mes études sont tous théoriques.. je cherche une solution meilleur que l'autre .. tu sais que le champ magnétique B dépend de nombres de spires N et du courant I donc si on augmente N  le courant démunit  et les pertes par effet joules deviennent faibles.. mais le problème reste l'enroulement des spires sera suivant une seule couche où deux où plus que ça !! q'elle est le mode d'enroulement qui résiste plus que l'autre .. merci encore LeDino

Posté par
LeDino
re : synthèse sous champ magnétique 2éme master 15-03-14 à 15:01

Citation :
quel est le mode d'enroulement qui résiste plus que l'autre
Qui "résiste" à quoi ?

Citation :
mais le problème reste l'enroulement des spires sera suivant une seule couche où deux où plus que ça

Comment veux-tu enrouler 1000 spires de 1 mm sans envisager plusieurs couches ?
Un bobine à plat avec une seule couche ferait 1 mètre de large !!!

Je t'ai donné un exemple de calcul qui montre que tu peux enrouler 1000 spires de 1 mm sur une bobine de largeur 3 cm et d'épaisseur 3 cm.
Et je t'ai donné le calcul de la longueur de fil nécessaire.

As-tu compris ces calculs ?
Qu'est-ce qui te manque d'autre ?
C'est de la simple géométrie, donc je ne vois pas ce qui te pose problème.

Pour ce qui est de l'énergie Joule dégagée, c'est à toi de voir.
Cela dépend du courant I donc du champ B que tu veux engendrer.
Si tu as un courant très fort, le dégagement de chaleur (surtout s'il n'est pas évacué) peut faire fondre la gaine d'un fil "intérieur" créant un court circuit et bousillant ta bobine...
Donc il faut quand même que tu fasses cette vérification... et tant mieux si l'effet Joule s'avère négligeable.



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