Milieux magnétiques

Milieux magnétiques
Aimantation
La différence entre courants « libres » et courants « liés »
La définition du vecteur aimantation
La définition du vecteur excitation magnétique
L’équation de Maxwell-Ampère « dans les milieux magnétiques »
Connaître
Le théorème d’Ampère « dans les milieux magnétiques »
Appliquer Savoir utiliser les relations de passage à l’interface d’un milieu magnétique avec
l’air.
Raisonner Savoir utiliser les courants liés comme sources de champ magnétique
Approfondir
Origine des courants liés et de l’aimantation
Expressions des densités de courants liés
Exemples de milieux magnétiques
La notion de milieu L.H.I.
La définition de la perméabilité magnétique
La différence entre un milieu LHI et un milieu ferromagnétique
La courbe de première aimantation d’un matériau ferromagnétique
Le cycle d’hystérésis B = f(H) d’un matériau ferromagnétique
Connaître
Définition et ordre de grandeur du champ rémanent et de l’excitation coercitive
Raisonner Connaître le montage pour le tracé expérimental d’un cycle d’hystérésis et faire
son analyse.
La définition de matériau dur ou doux et leurs applications
Approfondir
Les pertes fer (définition, grandeurs caractéristiques)

Transformateur
Introduction
Le principe de fonctionnement d’un transformateur (induction en régime varia-
ble)
La construction d’un transformateur
La définition des bornes homologues comme indiquant l’orientation de la circu-
lation de l’excitation
La définition du rapport de transformation
Connaître
La notion de flux magnétique commun
Technique Connaître et utiliser les orientation des tensions, des intensités, des bornes ho-
mologues.
Appliquer Le théorème d’Ampère (une seule fois par noyau magnétique)
Approfondir
La définition du courant magnétisant
Modèle du transformateur parfait
Le rapport de transformation en tension (avec la démonstration et le choix des
orientations)
Le rapport de transformation en intensité (avec la démonstration et le choix des
orientations)
Connaître
La définition de l’impédance ramenée au primaire
Calculer la puissance absorbée au primaire et fournie au secondaire
Appliquer Utiliser l’impédance ramenée au primaire pour étudier la source d’alimentation et
le primaire du transformateur
Raisonner Détailler les hypothèses du modèle parfait
Transformateur réel
La définition des pertes cuivre et des pertes fer
Les méthodes de mesures des pertes cuivre et pertes fer
Connaître
La mesure du rapport de transformation par l’essai « à vide »
Savoir étudier un montage présentant un transformateur décrit par un modèle
linéaire non parfait
Appliquer
Savoir étudier un « transformateur d’intensité »
Raisonner Principe du transformateur utilisé pour l’adaptation d’impédance

Conversion de puissance
Conversion d’énergie
Les différentes formes d’énergie et les méthodes usuelles d’interconversion
La définition d’un rendement énergétique
Connaître
Quelques ordres de grandeurs
Conversion électromécanique
Définition de la puissance fournie par une f.e.m. d’induction aux porteurs de
charge
Théorème de la conversion de puissance
La définition du fonctionnement en moteur ou en générateur d’un convertisseur
électromécanique
Connaître
La traduction graphique d’un bilan de puissance
Savoir étudier des « rails de Laplace »
Appliquer Faire un bilan de puissance pour un système électromécanique moteur ou géné-
rateur
Raisonner Démonstration du théorème de la conversion de puissance

Machine à courant continu
Étude d’une spire tournante
Le schéma et caractéristiques principales du modèle
Le vocabulaire (rotor/stator, inducteur/induit)
L’expression du couple électromagnétique exercé sur une spire
Connaître
L’expression de la f.e.m. d’induction crée dans une spire
Calculer le moment des forces de Laplace par un calcul direct sur la spire
Calculer la f.e.m. d’induction par un calcul direct sur la spire
Appliquer
Vérifier le théorème de conversion de puissance pour une spire
Machine à excitation séparée
L’expression du couple électromagnétique d’une machine à courant continu
L’expression de la f.e.m. d’induction d’une machine à courant continu
La signification des paramètres caractéristiques (R, L, Φ
0
, J) d’une machine à
courant continu
Les équations électrique et mécanique d’une machine à courant continu
La caractéristique C = f(Ω) d’un moteur à courant continu
Les propriétés du fonctionnement à U constante d’un moteur à courant continu
Connaître
La modélisation d’une MCC comme opérateur linéaire
Utiliser le théorème de la conversion de puissance pour déterminer le couple
électromagnétique à partir de la f.e.m.
Analyser l’essai à vide d’une machine à courant continu
Analyser le fonctionnement d’un moteur à courant continu
Appliquer
Faire le bilan de puissance
Approfondir
Quelques détails techniques sur les machines à courant continu

Machine à champ tournant
Production d’un champ tournant
La définition d’un champ magnétique tournant
Connaître L’expression des composantes d’un champ magnétique tournant d’un système
diphasé
Appliquer Calculer le champ magnétique crée par un système di, tri ou n phasé
Machine synchrone
Le principe d’une machine synchrone
Le vocabulaire (rotor/stator, inducteur/induit)
Le calcul du moment des forces de Laplace et de sa moyenne
La définition de l’angle interne
Les propriétés principales d’un moteur synchrone
Connaître
L’origine de la f.e.m. dans une phase d’un alternateur synchrone
Déterminer les points de fonctionnement d’un moteur synchrone
Faire le bilan de puissance d’une machine synchrone
Appliquer
Déterminer la f.e.m. dans une phase d’un alternateur synchrone
Raisonner Déterminer la stabilité des points de fonctionnement d’un moteur synchrone
Machine asynchrone
Connaître le principe d’un moteur asynchrone
Approfondir
Établir l’expression du couple électromagnétique moyen dans le modèle d’une
spire non alimentée placée dans un champ magnétique tournant