LES MILIEUX FERROMAGNETIQUES

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LES MILIEUX FERROMAGNETIQUES
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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
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QUELQUES VALEURS NUMERIQUES
A 1 mètre dun conducteur traversé par un courant
dintensité 100A B20 mT.
Au centre dun solénoïde de N1000 spires, de
longueur 20 cm, traversé par un courant
dintensité 10A B63 mT.
Composante horizontale du champ magnétique
terrestre B20 mT.
Aimants permanents ordinaires B50 mT.
Champ magnétique dans les machines électriques
B1 T.
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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.
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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.
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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.
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PROPRIETES DES MATERIAUX MAGNETIQUES.
On dit quun matériau ferromagnétique canalise
les lignes de champs.
Les fuites magnétiques sont réduites.
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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.
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CHAMP MAGNETIQUE.
Le champ magnétique vérifie
m est la perméabilité absolue du milieu. Elle
dépend du matériau.
Dans lair
Dans un matériau ferromagnétique
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COURBE DE PREMIERE AIMANTATION
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.
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COURBE DE PREMIERE AIMANTATION POUR QUELQUES
MATERIAUX.
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HYSTERESIS MAGNETIQUE
On appelle champ magnétique rémanent, noté Br, 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 Hc.
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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.
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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.