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1 1- Analogies électrique/magnétique 2- Bobines monophasées 2.1- Circuits magnétiques 2.2- Allure du courant absorbé 3- Bobines triphasées 2.3- Schéma.

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1 1 1- Analogies électrique/magnétique 2- Bobines monophasées 2.1- Circuits magnétiques 2.2- Allure du courant absorbé 3- Bobines triphasées 2.3- Schéma équivalent COURS 03 Chapitre - 3 Bobines à noyau de fer

2 2 Éléments de la bobine à noyau de fer en approximation linéaire Bobines à noyau de fer Flux crée par la bobine ou flux principal Flux traversant le circuit magnétique Flux de fuite

3 3 Éléments de la bobine à noyau de fer en approximation linéaire Bobines à noyau de fer Inductance de fuite: Enroulement de n spires, circuit magnétique de réluctance Résistance de l enroulement: Conducteur de longueur l, de section s, matériau de résistivité Inductance propre: Enroulement de n spires, circuit magnétique de réluctance

4 4 1-Relation entre les grandeurs magnétiques et électriques Bobines à noyau de fer Relations entre le flux (ou induction) et la tension Relations entre le flux et le courant D où et Expression de B max Page 9

5 5 1- Analogies électrique/magnétique Bobines à noyau de fer Circuit électrique: Circuit magnétique: Expression: Force électromotrice : e (V) Résistance électrique : Courant électrique : Expression: Force magnétomotrice : Réluctance magnétique: Flux magnétique :

6 6 1- Analogies électrique/magnétique Bobines à noyau de fer Page 8

7 Circuits magnétiques Bobines à noyau de fer Un circuit magnétique est la partie ferromagnétique guidant le flux magnétique d un système électrique: Exemples: le noyau d un transformateur ou le corps d un moteur Page 8

8 Circuits magnétiques Bobine Circuit magnétique Culasse Circuit magnétique à un noyau bobiné Noyau central Le flux traverse les culasses et revient par les noyaux latéraux Bobines à noyau de fer Page 8

9 Circuits magnétiques 1/2 Bobine Circuit magnétique Noyau central Circuit magnétique à deux noyaux bobinés Si les deux bobines sont connectées en série alors chaque bobine comporte n/2 spires parcourues par un courant i. Si les deux bobines sont connectées en parallèle alors chaque bobine comporte n spires parcourues par un courant i/2. Bobines à noyau de fer Page 9

10 Allure du courant absorbé Pour obtenir l allure du courant absorbé i, on passe de v à B Bobines à noyau de fer Page 9

11 Allure du courant absorbé Pour obtenir l allure du courant absorbé i, on passe de v à B et de B à H au moyen du cycle d hystérésis ou un tableau de B(H) De H on en déduit i L induction magnétique est sinusoïdale de valeur maximale La puissance active consommée par le circuit magnétique est appelée pertes fer. Bobines à noyau de fer Page 9

12 Allure du courant absorbé Influence de la saturation sur le courant B(t) H(t) B(H) Bobines à noyau de fer Page 9

13 Schéma équivalent d une bobine à noyau de fer Flux crée par la bobine Flux traversant le circuit magnétique Flux de fuite Bobines à noyau de fer Page 9

14 Schéma équivalent d une bobine à noyau de fer Le circuit magnétique est représenté par une réactance Les pertes fer sont représentés par une résistance Bobines à noyau de fer Page 10

15 Schéma équivalent d une bobine à noyau de fer Bobines à noyau de fer Le circuit magnétique est représenté par une réactance Les pertes fer sont représentés par une résistance La contribution de l inductance de fuite est: Les pertes joules sont représentés par une résistance Prise en compte des imperfections de la bobine Prise en compte du circuit magnétique Page 10

16 Schéma équivalent à une bobine à noyau de fer Bobines à noyau de fer Pertes fer: Pertes joules: Puissance magnétique stockée: Page 10

17 17 Pertes fer Bobines à noyau de fer Page 9

18 18 Pertes par courants de Foucault

19 19 Pertes par hystérésis Bobines à noyau de fer

20 20 Aspects Pratiques Technologie Bobines à noyau de fer L apparence d une bobine à noyau de fer est différente suivant l utilisation. La disposition pratique consiste à utiliser soit un circuit magnétique cuirassé, soit torique. En basse fréquence, le circuit magnétique est feuilleté pour limiter les pertes par courants de Foucault. Pour les utilisations à des fréquences plus élevées, on a recours à la ferrite dont la résistance électrique est importante

21 21 Aspects Pratiques Application Bobines à noyau de fer En Électrotechnique, on rencontre les bobines à noyau de fer dans les électroaimants ( relais, contacteurs, levage ), les bobines d usage courant, les plateaux magnétiques de machines - outil ou les paliers magnétiques. En Électronique, on les trouvent dans les inductances de filtrage, les selfs HF ajustables ou non. Dans ces cas, les noyaux en ferrite sont de mise.

22 22 3- Bobines triphasées Exo 13 Les trois enroulements sont montés sur un même circuit magnétique. Bobines à noyau de fer Circuit magnétique à trois noyaux bobinés Page 10

23 23 Exercice 13 Calculez la réluctance du circuit magnétique ? Calculez la valeur du courant i qui doit circuler dans la bobine? Calculez l inductance de la bobine ? Exo 13

24 24 Exercice 13 Exo 13 Bobines à noyau de fer Les côtes sont données en centimètres

25 25 Exo 13 Bobines à noyau de fer Réluctance du circuit magnétique Inductance de la bobine Exercice 13

26 26 Exo 13 Bobines à noyau de fer Flux magnétique dans le noyau On a: Alors: Exercice 13

27 27 Exercice 14 Exo 14 Calculez la valeur du courant i qui doit circuler dans la bobine? Page 10

28 28 Exercice 14 Les côtes sont données en millimètres Page 10

29 29 Exercice 14 Flux magnétique dans le noyau et dans l entrefer Champs magnétique d excitation dans l entrefer Champs magnétique d excitation dans le fer HVoir courbe de B(H) Force magnétomotrice dans l entrefer (f.m.m) e = H e *e Force magnétomotrice dans le fer (f.m.m) fer = H*l Page 10

30 30 Exercice 14 (f.m.m) total = = 1920AT = n*i=1200*i Page 10

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