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confondent Dynamo et Disque de Faraday !

Physique élémentaire Magnétisme Terrestre Une Graine Supraconductrice Hello !
Électro-magnétisme, Dynamos et Disque de Faraday

Quelques rappels simples sur l'électromagnétisme. Mais, on le verra, tout n'est pas si simple...

Si un courant électrique continu circule dans une boucle conductrice (Solénoïde), un champ magnétique continu, proportionnel à ce courant est induit selon l'axe perpendiculaire au plan du solénoïde.
Si un champ magnétique continu traverse le plan d'un solénoïde, aucun courant électrique n'est généré.

Il n'y a pas de réciprocité.
 

Dans la figure ci-contre, le champ magnétique est concentré presque uniformément dans la région centrale du long solénoïde. A l'extérieur, le champ est faible et divergent.

Dans l'axe du solénoïde, l'induction magnétique est fonction :

  1. De la perméabilité µ du milieu.

  2. Du nombre n de spires.

  3. De la longueur l du solénoïde.

La perméabilité dépend du matériau. Elle est pour le  :

  • Vide = 4..10-7

  • Gaz = 1

  • Fer = 10.000 (A 20° C et hors saturation)

  • Nickel = 600

Pour les matériaux ferromagnétiques, la perméabilité décroît très vite avec la température. Il existe une température caractéristique, dite température de Curie Tc, au-dessus de laquelle ils perdent complètement  leur propriété ferromagnétique:

  • Tc - Fer = 770°C

  • Tc - Nickel = 358°C

Ces caractéristiques sont importantes car elles éliminent d'emblée l'hypothèse de l'aimant permanent dans le noyau terrestre. (Celui-ci serait constitué d'un mélange de fer et de nickel)

Il existe de nombreux moyens simples pour retrouver les relations reliant les orientations des champs magnétiques et des courants électriques.
Celle qui est donnée, ci-dessous, n'est ni pire ni meilleure que les autres.
On remarque que les champs magnétiques sont orientés. On dit qu'ils sont polarisés, Nord et Sud (ou + et -)

Du point de vus de leurs interactions, les solénoïdes se comportent de la même manière que les aimants permanents.

Les champs magnétiques de mêmes polarités se repoussent. Les aimants ou solénoïdes sont alors soumis à une force qui tend à les éloigner l'un de l'autre.
 

Les champs magnétiques de polarités complémentaires se reconnectent. Les aimants ou solénoïdes sont alors soumis à une force qui tend à les rapprocher l'un de l'autre.

La différence entre les aimants permanents et les solénoïdes est le fait que ces derniers perdent leurs propriétés magnétiques quand ils ne sont pas parcourus par un courant électrique.

Induction Magnétique et courant alternatif.
Fig. 1

Un solénoïde qui est soumis à un champ magnétique variable ou alternatif est l'objet d'un courant induit, soit dans un sens soit dans l'autre. (Le courant est dit alternatif).
C'est sur ce principe que sont conçus les générateurs électriques modernes.

Notons que ces générateurs sont réversibles. Si on les alimente en courant électrique, ils deviennent moteurs. Ce sont des Dynamos. L'invention en revient à Zénobé Gramme.

Dans ce cas, il y a  réciprocité.

Champ Magnétique permanent et courant continu.
Fig. 2

Nous avons vus que pour induire un courant électriques il nous faut un champ magnétique variable.
Or une expérience étonnante réalisée par Michaël Faraday montre que ce n'est pas toujours vrai. Il s'agit du disque de Faraday.
C'est un disque conducteur (cuivre) en rotation dans un champ magnétique permanent.

Faraday a observé, avec ce dispositif un courant continu de l'ordre du milliampère.
Dans de telles conditions, il n'y a de variations de champ que locales, compensées par des variations de champ locales, de même amplitude, mais en sens inverse. La théorie de l'induction conventionnelle ne permet donc pas d'expliquer de manière satisfaisante le phénomène.
On ne peut le faire qu'en tenant compte des variations de l'orientation des axes des spins des électrons, dans les atomes du disque conducteur, sous l'influence du déplacement des lignes de force du champ magnétique (J.P. Vigier). Cela fait appel à la Théorie des Quantas.

On le voit, les expériences des Fig. 1 et Fig. 2  n'ont rien en commun. Ce sont deux phénomènes distincts, bien que certains les confondent sous le vocable "d'Effet Dynamo". Dans ce qui suit nous ferons toujours cette distinction en parlant soit de l'effet dynamo soit de l'effet Faraday.

 
Documents :
  1. Quelques publications et Travaux de Jean-Pierre Vigier (Annales de l'IHP section A)
 

 Créé le: 20/02/07
 
Dernière mise à jour: 05/05/16 

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