Les réalisations techniques face aux défis du XXIe siècle
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Les réalisations techniques face aux défis du XXIe siècle La sustentation magnétique Peut on faire monter ou descendre un objet en lévitation ? Gaillard Franck Deperthes Corentin Gougerot François 1S1 2012/2013 Lycée Etienne-Bezout Sommaire: I-Explication sur la sustentation a)-La lévitation b)-Le concept électromagnétique c)-Le concept électrodynamique II-Lévitation par attraction a)-Le principe de cette lévitation b)-La balle c)-Le mécanisme: monter/descendre III-Utilité de la sustentation magnétique a)MagLev : le train supersonique sous-marin b)Avantages et incovénients c) I-Explication sur la sustentation a) La lévitation La sustentation ou lévitation est le fait de se déplacer ou de rester en suspension au-dessus du sol pour un être ou un objet, par un effet de force plus forte que la gravitation sans contact physique. Il existe plusieurs méthodes de lévitation. Il existe ensuite 2 concept, le concept électromagnétique ( EML) et le concept électrodynamique (EDL). b) Le concept électrodynamique Le concept électrodynamique est une lévitation basée sur les forces de répulsion des courants induits qui n'apparaissent que lors des déplacements relatif des corps. L'électrodynamique étudie et traite des actions dynamiques entre les courants électriques. Il y' a l'électrodynamique classique et l'électrodynamique quantique. Le concept électromagnétique C'est une lévitation créée par des électroaimants régulés. L'électromagnétisme est une branche physique qui étudie le champ électromagnétique et par une interaction avec des particules à charge électrique. II-Lévitation par attraction a)-Le principe de cette lévitation Le but de cette lévitation est le principe pat attraction qui est de maintenir la balle dans l'air et de la faire monter et descendre avec un système d’ascenseur. La lévitation est expliqué par la compensation de la force pour permettre d'équilibrer la force de pesanteur avec un autre force qui possède un même intensité. Le contrôleur envoi donc un intensité I à la bobine se qui libère une force de vecteur Fb, la force d'attraction magnétique qui compense la force de vecteur P de pesanteur par une même direction mais un sens opposé, ce qui est logique sinon la balle retomberait toujours. On peu expliqué la compensation de l'équilibre entre les 2 forces avec le calcul de vecteur : Fb+P=0 L'équilibre de c'est 2 forces est très instable puisqu'il revient à faire tenir la balle au somment d'une montagne par exemple. Il faut donc utilisé un circuit d'asservissement pour permettre de contrôler l'intensité de la force magnétique grâce à la diode et au faisceau infrarouge. Cette image trouver sur le site http://rodeon.voila.net/levitation.htm résume très bien ce principe : La force est donc d'origine magnétique créée a partir de la bobine ou circule le courant électrique I et créer un champs magnétique pour permettre a la balle d'être attiré. b)-La balle Afin que la balle soit sensible au champs magnétique, la balle contient un petit aimant ce qui permettra après avoir compenser le poids de la balle et donc de l'attirer. Lors qu'elle est attirée, la photo diode et le faisceau de la D.E.L. infrarouge est coupé et la force magnétique est annulée ce qui fait tomber la balle du a la force de pesanteur. Le faisceau réapparait ce qui rappelle la balle puisque le courant I augmente la force magnétique puis elle recoupe le faisceau, retombe et ainsi de suite. La balle est donc toujours en mouvement, elle monte puis elle descend mais les mouvements sont tellement faible qu'ils ne sont pas visible à l'œil nu. c)-Le mécanisme monter/descendre Le mécanisme permet de faire monter ou descendre le système avec la balle à l'aide d'un moteur et d'un système ascenseur. Ascenseur Monter/descendre Le moteur est positionné sur le haut de la maquette où aux 2 côtés sont placées des poulies. 2 cordes sont fixées aux poulies et sont rattachées à l'ascenseur pour lui permettre de monter et de descendre. Nous pourrions nous servir de ce TPE pour s'inspirer d'un monte charge à électroaimant qui permettrait de faire monter des conteneurs sur les bateaux
