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L'inductance exprimée en mH (mili-Henri) dépend aussi uniquement de sa construction.
La capacité exprimée en uF, d'un condensateur dépend uniquement de sa construction.
Une bobine à air est faite avec un fil de cuivre émaillé d'une fine couche d'isolant afin d'éviter les courts-circuits. Plus les spires sont jointives, plus l'inductance magnétique "L" sera élevée.
Toutefois, on pourra ajuster l'inductance magnétique "L" en mettant une spire en plus et en écartant légèrement les spires.
Le flux total d'une bobine à air de 1 seule couche sera le flux de 1 spire multipliée par le nombre de spires (n). La surface du cercle de diamètre D = pi*(D/2)2.
La permittivité d'une capacité ɛ et la perméabilité d'une self µ varient assez bien avec la température ambiante.
Une capacité claque avec une tension trop élevée ou une température trop élevée.
Une self claque avec un courant trop élevé ou avec une température trop élevée.
La permittivité relative d'une capacité et la perméabilité relative d'une self sont très souvent supérieures ou égales à 1. Sauf en supraconduction R= 0 ohm à -273,15 K.
Une bobine à noyau ferromagnétique
Lorsque cette bobine est parcourue avec un courant I le noyau agi comme un aimant.
Il y a des matériaux qui étant sollicité ou excité par le champ magnétique d'une bobine parcourue par courant deviennent des aimants permanents.
Une substance non magnétique est une substance qui ne subit aucune influence d'un aimant.
On rajoute un noyau en fer pour augmenter considérablement l'inductance L en Henrys.
Quand elle est bien faite, elle se comporte comme une résistance sous une tension sinusoïdale alternative et cette résistance sera appelée impédance de la self. L'impédance est u(t) / i (t) = des ohms. Sous une tension sinusoïdale, il peut y avoir des résistances, des impédances de capacités et des impédances de selfs.
Une capacité emmagasine de l'énergie électrique d'autant plus que la valeur de C est élevée et une self emmagasine de l'énergie magnétique d'autant plus que la valeur de L est élevée .
De quelque Hz à 400 Hz, le noyau sera fait en tôle et de la ferrite pour des fréquences plus élevées.
Pour les selfs à noyau, il faut éviter d'y envoyer un courant trop élevé, car le noyau risque de se saturer en flux magnétique et de claquer et la valeur de L va diminuer.
Plus la section d'un tores de ferrite est grande moins vite, il sera saturé. Pour augmenter L, on peut superposer plusieurs tors pour faire une bobine à inductance élevée.
Les bobines à noyau ferromagnétique, ils ont des pertes par hystérésis et par courant de Foucault et par la température due à la résistance du cuivre. Les spires doivent être bien jointives pour éviter les pertes. On peut utiliser de la cire de bougie pour bien faire tenir les spires sur le noyau.
On peut ajuster la valeur de L en la diminuant un peu en écartant 2 à 3 spires.
Les courants de Foucault sont de petites boucles de courant sur une surface ferromagnétique soumise à un champ magnétique. C'est pourquoi on utilise des tôles feuilletées isolées pour constituer un noyau magnétique. Les petites boucles de courant sont coupées par cet isolant qui se trouve sur les tôles feuilletées.
Les pertes par hystérésis
Lors d'une première utilisation d'une bobine à noyau ferromagnétique le noyau subit par le champ magnétique une première magnétisation et si on coupe le courant de cette bobine le noyau gardera une certaine aimantation rémanente.
Le cycle d'hystérésis
Le fer gardera une petite aimantation.
Il faut éviter de saturer le noyau magnétique par un courant trop élevé !
Si le noyau est ouvert où possède un entrefer la self sera plus linéaire.
La réluctance
La réluctance d'un circuit magnétique est une sorte de résistance au passage du champ magnétique.
Dans un même circuit magnétique, lorsque le flux magnétique double, sa réluctance se diminuera par 2.
On peut mesurer le flux d'un circuit magnétique avec une boucle en cuivre entourant ce circuit magnétique.
La réluctance d'une self avec un noyau fermé = la longueur de la self et est inversement proportionnelle à la section du noyau ainsi que la perméabilité de celui-ci.
Les réluctances d'un même circuit magnétique s'ajoutent.
On considère que L est linéaire dans un même circuit magnétique, si 10 fois la réluctance du fer est inférieure à celle de l'entrefer.
En général la réluctance dans les métaux ferreux est très faible.
En général la réluctance dans les entrefers à air est très élevée.
Un matériau qui possède une grande perméabilité relative à une très faible réluctance.
Tous les éléments du tableau périodique ont une espèce de réaction au champ magnétique.
Le bois, le plastique et les isolants sont dits diamagnétiques.
Leur magnétisme s'oppose aux pôles magnétiques d'un aimant ou d'une bobine.
Cela se remarque fort à des températures proches du 0 absolu de -273 °C.
Un fil en cuivre n'a plus de résistance électrique à des températures proches du 0 absolu de -273 °C. C'est un supraconducteur, ici vidéo, vidéo du cern.
Il existe deux types de supraconducteurs : le type I et le type II.
Les échantillons très purs de plomb, de mercure, zinc, l’aluminium et d'étain sont des exemples de supraconducteurs de type I
Ce type comprend des pièces conductrices de base utilisées dans différents domaines, allant du câblage électrique aux puces électroniques des ordinateurs. Il perd leur supraconductivité de façon très simple en se plaçant dans un champ magnétique critique (Hc).
Dans la condition supraconductrice, le matériau supraconducteur illustre la résistance électrique nulle. Lorsqu’il est refroidi sous sa température de transition, sa résistance sera soudainement réduite à zéro.
Les supraconducteurs en céramique à hautes températures tels que le NbN, Babi3 YBa2Cu3O7 (Yttrium, Baryllum, Cuivre, Oxyde) et le Bi2CaSr2Cu2O9 (Bismuth, Calcium, Strontium, Cuivre, Oxyde) sont des exemples des supraconducteurs de type II.
L'état supraconducteur est donc défini par trois facteurs très importants : la température critique (Tc), le champ critique (Hc), et la densité de courant critique (Jc).
Les oxydes supraconducteurs de type Bi2Sr2Can-1CunO2n+4+x
En 2023, on obtient un supraconducteur à +15° C mais, sous une énorme pression près de 1,5 million de bars à 4 million de bars.
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