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LES MILIEUX FERROMAGNETIQUES. LES SOURCES DU CHAMP MAGNETIQUE Un champ magnétique est créé par une distribution de courants électriques. Intensité du.

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1 LES MILIEUX FERROMAGNETIQUES

2 LES SOURCES DU CHAMP MAGNETIQUE Un champ magnétique est créé par une distribution de courants électriques. Intensité du champ magnétique crée par un conducteur rectiligne : Intensité du champ magnétique crée par un solénoïde : A une distance r du fil, le champ magnétique sexprime : Au centre du solénoïde, le champ magnétique sexprime :

3 QUELQUES VALEURS NUMERIQUES : A 1 mètre dun conducteur traversé par un courant dintensité 100A : B=20 T. Au centre dun solénoïde de N=1000 spires, de longueur 20 cm, traversé par un courant dintensité 10A : B=63 mT. Composante horizontale du champ magnétique terrestre : B=20 T. Aimants permanents ordinaires : B=50 mT. Champ magnétique dans les machines électriques : B=1 T.

4 INTERET DES MATERIAUX FERROMAGNETIQUES Les machines de lélectrotechnique (transformateurs, machines tournantes) sont des machines électromagnétiques. Elles ont besoin de la présence dun champ magnétique dintensité importante pour fonctionner. Pour augmenter la valeur de ce champ magnétique, elles possèdent un circuit magnétique constitué dans un matériau ferromagnétique.

5 LES MATERIAUX FERROMAGNETIQUES. Les matériaux ferromagnétiques sont des alliages de fer de nickel ou de cobalt. Dans le cas des machines de lélectrotechnique, on utilise de lacier ou de la fonte (alliage de fer et de carbone). Alors, le circuit magnétique sert aussi de battit à la machine.

6 PROPRIETES DES MATERIAUX MAGNETIQUES. Sous leffet du champ magnétique, une pièce ferromagnétique saimante, elle se comporte alors comme un aimant et induit un nouveau champ magnétique qui se rajoute au champ initial. Les matériaux ferromagnétiques ont pour effet daugmenter la valeur du champ magnétique. Le champ magnétique est beaucoup plus fort dans le matériau que dans lair : les lignes de champ passent préférentiellement dans le matériau.

7 PROPRIETES DES MATERIAUX MAGNETIQUES. On dit quun matériau ferromagnétique canalise les lignes de champs. Les fuites magnétiques sont réduites.

8 EXCITATION MAGNETIQUE. On considère un bobinage torique : Le champ magnétique est créé par les courants, on définit lexcitation magnétique H par : Cette grandeur est la même dans lair ou dans un matériau magnétique : elle est indépendante du milieu.

9 CHAMP MAGNETIQUE. Dans lair : Dans un matériau ferromagnétique : Le champ magnétique vérifie : est la perméabilité absolue du milieu. Elle dépend du matériau.

10 COURBE DE PREMIERE AIMANTATION : A B 4 Zone linéaire (entre O et A) : pour des faibles valeurs de lexcitation magnétique, le champ magnétique augmente proportionnellement à lexcitation magnétique. Coude de saturation (entre A et B) : la relation entre B et H nest plus linéaire. Lorsque H augmente, B augmente de moins en moins fortement. Zone de saturation (au delà de B) : Laimantation du circuit magnétique est quasiment maximale ; le circuit magnétique est saturé.

11 COURBE DE PREMIERE AIMANTATION POUR QUELQUES MATERIAUX.

12 HYSTERESIS MAGNETIQUE : On appelle champ magnétique rémanent, noté B r, le champ magnétique dans le matériau pour une excitation non nulle. Pour annuler totalement laimantation dans le matériau, il faut lui imposer lexcitation coercitive, notée H c.

13 CONSEQUENCE DE LHYSTERESIS MAGNETIQUE. Le parcours du cycle dhystéresis implique un échauffement du matériau et donc des pertes de puissances. Cest pertes sont appelées pertes par hystérésis. Elles sont dautant plus fortes que le laire du cycle dhystérésis est importante. Il y a donc un deuxième type de pertes dorigine magnétique qui sont les pertes par courant de Foucault. Lensemble des pertes par courant de Foucault et par hystérésis sont appelées pertes magnétiques ou pertes fer.

14 MATERIAUX MAGNETIQUES DURS. MATERIAUX MAGNETIQUES DOUX. Les matériaux magnétiques durs se désaimante difficilement, on les utilisera pour fabriquer des aimants permanents. Les matériaux magnétiques doux se désaimante facilement et seront siège de pertes par hystérésis faibles, on les utilisera pour construire les circuits magnétiques des machines de lélectrotechnique.


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