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Problème sur Auto-Induction

Posté par
pfff
06-05-20 à 10:59

Bonjour j'ai fait ce exercice et quand je regarde la correction, tout est différent. Merci de m'aider.

ÉNONCÉ

1. On considère une bobine assimilable à un solénoïde théorique ayant les caractéristiques suivantes :
. Rayon moyen des spires R=10cm
. Nombre total des spires N=500
. Longueur de la bobine l=1m

a. Déterminer les caractéristiques du vecteur champ magnétique B créé à l'intérieur de ce solénoïde lorsqu?il est parcouru par un courant d'intensité I=5A.
b. Calculer l'inductance du solénoïde.

2. L'intensité du courant qui circule dans la bobine est caractérisée successivement par les valeurs suivantes exprimées en ampères : i_1 =2 ; i_2 = 5t + 2 ; i_3 = 22 sin (100.t) ; i_4 = 3 cos (50.t + ? )
Calculer la force électromotrice d'auto-induction produite dans chacun des cas.

3.Un courant d'intensité i(t) traverse la bobine (voir graphique)
a-Exprimer la tension U_M_N aux bornes de la bobine en fonction du temps.
b-Représenter graphiquement U_M_N. On prendra le sens positif du conducteur de M vers N et on négligera la résistance interne de la bobine.

Dans le prochain message je donne mes pistes de réflexions

***Edit gbm : le mieux serait de regrouper l'énoncé et la réflexion, cela ferait gagner du temps à tout le monde (cf. ton autre sujet avec odbugt1 qui attend toujours tes pistes)***

Posté par
pfff
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 16:30

Ok Gbm

1- a-Caractéristiques
Direction : suivant l'axe de la bobine
Sens : du pôle sud vers le pôle nord
Valeur B = 3,14*10^-3

1-b- L = N²su_o / l
L= 9,87*10^-3

1-c Em = 1/2 Li²
        Em = 1,23*10^-1

Je vous laisse vérifier cette première partie

Posté par
vanoise
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 17:15

Bonjour
Attention : tu oublies de façon systématiques les unités !

Posté par
pfff
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 17:19

Merci

B = 3,14*10^-3 T
L= 9,87*10^-3 H
Em = 1,23*10^-1 J

Posté par
vanoise
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 17:24

Très bien et en plus, les arrondis à trois chiffres significatifs sont parfaits !

Posté par
pfff
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 17:40

Merci

Maintenant la 2.

On sait que e=-L(di/dt)
Donc e= -9,86*10^-3(di/dt)

. pour i_1= 2, di_1/dt =0
D'où e=0v

. pour i_2=5t+2, di_2/dt = 5
D'où e=-4,93.10^-2v

. pour i_3 =2√2 sin(100π.t) di_3/dt = 2√2*100π cos(100π.t)
D'où e=-8,76 cos(100π.t)v

Le dernier j'y arrive pas

Posté par
vanoise
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 18:53

D'accord avec ce que tu as fait. Attention aux unités : di/dt se mesure en A/s et l'abréviation de volts est V majuscule car le nom de l'unité dérive du nom d'un scientifique : Volta.
Pour i4, la formule que tu as écrite fait apparaître un "?" . Peux-tu réécrire l'expression de i4 ?
A priori, si f(x) = A.cos(.x+) où et sont deux constantes, quelle est l'expression de la dérivée par rapport à x : f'(x) ? Je pense que tu as un problème analogue pour di4/dt.

Posté par
pfff
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 21:03

Oui j'oublie a chaque fois. Merci beaucoup

i_4 = √3 cos(50π.t + φ )

Je n'arrive pas à faire la dérivée à cause du φ

Posté par
vanoise
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 22:07

Cours de maths  :
Si f(t)=A.cos (.t+)
f'(t)=-.A.sin (.t+)

Posté par
pfff
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 22:54

effectivement  

le truc c'est que comment faire partir le φ

Posté par
vanoise
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 23:05

est une constante du problème qui ne doit pas nécessairement disparaître. Si :

i_{4}=\sqrt{3}\cdot\cos\left(50.\pi.t+\varphi\right)
 \\ 
 \\ \dfrac{di_{4}}{dt}=-50.\pi.\sqrt{3}\cdot\sin\left(50.\pi.t+\varphi\right)
(dérivée en A/s)

Posté par
pfff
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 23:13

Ah d'accord merci bien !
j'emmène donc le graphique pour la dernière partie de l'exercice

Posté par
pfff
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 23:23

3.Un courant d'intensité i(t) traverse la bobine (voir graphique)
a-Exprimer la tension U_M_N aux bornes de la bobine en fonction du temps.
b-Représenter graphiquement U_M_N. On prendra le sens positif du conducteur de M vers N et on négligera la résistance interne de la bobine.

Problème sur Auto-Induction

Posté par
pfff
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 23:24

U_M_N = - e dans chaque cas non ?

Posté par
vanoise
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 23:33

Peut-être ; pour être tout à fait sûr, il faudrait un schéma indiquant à la fois l'orientation de la bobine et les bornes M et N. Ce que tu as écrit correspond à la bobine orientée en convention "récepteur".
Pour la valeur de e, il suffit de déterminer les coefficients directeurs des différentes portions de courbe...

Posté par
pfff
re : Problème sur Auto-Induction 06-05-20 à 23:50

j'ai pas bien compris
et pour e on a déjà déterminé dans la question précédente non ?

Posté par
pfff
re : Problème sur Auto-Induction 07-05-20 à 06:56

Bonjour, je viens de voir comment faire cette dernière partie et je l'ai terminé. Merci pour votre aide



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