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Niveau école ingénieur
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Questions Electricité

Posté par
Meedfried
12-11-21 à 17:27

Bonsoir,

Tout d'abord, je tiens encore à vous remercier Vanoise. En effet, je pose souvent sur ce forum.

1) Le courant crée le champ magnétique dans un fil. La tension crée le champ électrique.  En alternatif, ces champs sont donc aussi alternatifs.
Je me demandais donc est ce qu'un fil neutre monophasé crée un champ électrique ? , j'aurais dit que non car il y a normalement une tension nulle). Je vous pose cela car je viens de voir en ville des pylones avec 1 seul fil (le neutre est donc en contact avec la phase.

2) Lorsqu'une machine synchrone crée une puissance (génératrice), comment celle-ci est transférée par l'intermédiaire des électrons dans le réseau ?

3) Pour finir, une dynamo qui est une MCC possède donc 2 cadrans générateurs pour allumer la diode. Elle a donc un sens de fonctionnement pour avoir une tension positive et un courant positif. Je me demandais donc si jamais on roule à l'envers, la diode va t-elle s'allumer ? J'aurais dit que non car le courant est opposée de même pour la tension.

Posté par
vanoise
re : Questions Electricité 12-11-21 à 18:15

Bonsoir
Question 1 : revois si nécessaire la loi de Biot et Savart : la cause de la création d'un champ magnétique est l'existence d'un courant pas d'une tension. Par exemple, un boule métallique chargée et portée par rapport à la terre à un potentiel élevé ne crée pas de champ magnétique dans le référentiel lié à la boule. Dans une installation électrique, le fil de phase et le fil neutre sont parcourus par deux courants d'intensités opposées à chaque instant. Chaque fil crée donc un champ magnétique. Cependant, ces deux fils sont en général très proches l'un de l'autre : en tout point à une distance  grande devant l'écartement des deux fils, les deux champs magnétiques créés par les deux fils ont leurs vecteurs pratiquement opposés et le champ résultant peut être considéré comme nul.
Question 2 : l'origine de la force de Laplace est assez délicate à expliquer ; l'explication est assez proche de celle fournie pour l'effet Hall. Grossièrement : les porteurs de charges des conducteurs du rotor sont en mouvement dans le champ magnétique créé par le stator. Ces porteurs de charges (électrons en général) sont alors soumis à des forces de Lorentz perpendiculaires au fil, donc à des forces de Lorentz qui tendent à faire sortir les électrons du fil. Cette sortie étant impossible, les forces de Lorentz sont transmises au conducteur : on peut considérer la force de Laplace comme la résultante des forces de Lorentz perpendiculaires au fil...
Question 3 : ton raisonnement est correct mais ne s'applique pas aux automobiles ou autres véhicules qui, depuis des décennies, sont équipés d'alternateurs associés à des ponts redresseurs. Inverser le sens de rotation de l'alternateur ne modifie pas le fonctionnement du circuit électrique du véhicule.

Posté par
Meedfried
re : Questions Electricité 13-11-21 à 16:18

Merci,

1) Oui la cause d'un champ magnétique est le courant. Et la cause d'un champ électrique est la tension (accumulation de charge).
Je n'ai pas compris cette phrase. Pourquoi deux courants opposés ?

vanoise @ 12-11-2021 à 18:15

Dans une installation électrique, le fil de phase et le fil neutre sont parcourus par deux courants d'intensités opposées à chaque instant.
Donc si je suppose un courant opposé, les deux champ tournent dans le sens opposés donc une résultante nulle ?

2) Des forces perpendiculaires au fil. Est ce que cela se demontre ainsi
F = qE + qv^B = qE er + qv ez ^B etheta = qE er - qvB er
er, etheta et ez étant des vecteurs unitaires de la base cylindrique.

Posté par
vanoise
re : Questions Electricité 13-11-21 à 18:53

Soit un petit élément de conducteur de longueur dl, de section droite d'aire S, parcouru par un courant d'intensité I. On le caractérise par un vecteur \overrightarrow{dl} ayant pour direction celle de l'axe du conducteur, pour sens celui du courant et pour norme la longueur dl de l'élément.

I=\rho_{m}.v.S\rho_{m} désigne la densité volumique de charges mobiles et v leur vitesse par rapport au conducteur, le vecteur vitesse étant colinéaire au conducteur et orienté dans le sens du courant.

La charge mobile contenu dans cet élément de conducteur est :

dq=\rho_{m}.S.dl

En supposant cet élément de conducteur immobile par rapport à une source de champ magnétique de vecteur \overrightarrow{B} au niveau de l'élément, la charge mobile est soumise à la force de Lorentz :

\overrightarrow{dF}=dq.\overrightarrow{v}\wedge\overrightarrow{B}=\rho_{m}.S.dl.\overrightarrow{v}\wedge\overrightarrow{B}

Les vecteur \overrightarrow{v} et \overrightarrow{dl} étant colinéaire et de même sens :

\overrightarrow{dF}=\rho_{m}.v.S.\overrightarrow{dl}\wedge\overrightarrow{B}
 \\

\boxed{\overrightarrow{dF}=I.\overrightarrow{dl}\wedge\overrightarrow{B}}

Ce qui constitue la loi de Laplace et illustre mon message précédent.

Posté par
Meedfried
re : Questions Electricité 14-11-21 à 11:54

Merci !

Je me demande, le B est bien crée par une source extérieur (stator) et non par le fil lui même (B selon theta) ? Et également B ne peut pas être le champ du rotor (impossible).
Donc B serait suivant r avec dl suivant l'axe, donc F serait suivant theta ? Je pense avoir faux...

Au fait pourquoi avez vous enlevé le terme qE dans la force de Lorentz ?

Et enfin j'en reviens : pourquoi les deux courants seraient opposés à t instant entre la phase et le neutre ?

Encore merci

Posté par
vanoise
re : Questions Electricité 14-11-21 à 12:30

Dans les moteurs à courant continu, le champ magnétique est radial au niveau de l'entrefer, donc suivant \overrightarrow{u_{r}} sous un pôle et suivant -\overrightarrow{u_{r}} sous l'autre pôle. Un fil actif sous un pôle, parallèle à l'axe (Oz) est donc soumis à une force de Laplace suivant \overrightarrow{u_{\theta}} alors que le fil diamétralement opposé, sous l'autre pôle est soumis à une force suivant -\overrightarrow{u_{\theta}} de façon à obtenir un couple moteur. Il faut faire une figure pour bien comprendre. mais tu as compris le crois !

Citation :
Au fait pourquoi avez vous enlevé le terme qE dans la force de Lorentz ?

Tout simplement parce que, dans les conditions usuelles d'applications des forces de Laplace, il n'y a pas de champ électrique extérieur.
Citation :
pourquoi les deux courants seraient opposés à t instant entre la phase et le neutre ?

Je me place dans le cas usuel de l'alimentation d'un dipôle d'une installation domestique relié au secteur par une ligne électrique constitué d'un fil relié à la phase et d'un fil relié au neutre. Là encore, pour mieux comprendre, fait un schéma en imaginant, par exemple, un four électrique relié au secteur.

Posté par
Meedfried
re : Questions Electricité 14-11-21 à 13:55

Merci,

Je ne comprends toujours pas pour le courant opposé à chaque instant. J'aurais tout d'abord pensé que le courant était le même avant et après le dipole...

Posté par
vanoise
re : Questions Electricité 14-11-21 à 14:20

Ce schéma devrait t'aider à comprendre. En des points tels que la distance moyenne aux  deux fils est grande devant la distance entre les deux fils de ligne, le champ magnétique résultant est quasi nul.

Questions Electricité

Posté par
Meedfried
re : Questions Electricité 14-11-21 à 14:36

A oui d'accord, le courant est le même mais comme celui ci revient, les deux courants ont donc des B opposés (selon \vec{u\theta } et \vec{-u\theta })
Donc le B resultant est nul.


Merci beaucoup !



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