Le Gain d'Énergie

[curieux]

La tension peut donc aussi s'exprimer en newton puisqu'elle est une fcem, Youpi!

Absolument pas.
Il y a des règles en physique, le Volt n'est pas homogène au Newton.
Si tu reprends la relation fondamentale qui relie la tension appliquée à l'électron avec son énergie cinétique, on a :
E = 1/2 * m * v² = q * U

Avec ça, essaye donc de faire correspondre U avec une force [qui est homogène à m * gamma (masse * accélération)] !

on ne peut en tirer que
U = m * v² / (2 * q) [1]
U en volts
m la masse de l'électron en kg
q la charge électrique en Coulomb
v la vitesse en m/s

pour que U soit homogène à une force (masse * distance / s²), il faudrait que dans l'équation [1] q puisse s'exprimer sous forme de distance,
et c'est pas demain la veille qu'on dira que le Coulomb s'exprime en mètre...

J'aimerais ajouter que l'analyse dimensionnelle est une méthode efficace qui permet de faire la preuve par 9 qu'on ne s'est pas planté lamentablement.

[Piedalu]

Merci "curieux"je sais cela . Mais j'avoue qu'il est difficile pour moi de distinguer quand vous blaguez ou quand vous êtes sérieux. Alors mes réponses sont selon.
Sérieusement, un fait avéré :
Le courant qui est pompé sur les fils de sortie se traduit par un couple résistant sur l'arbre de l'alternateur....
Comment je peux appeler cette résistance? Et qu'elle unité je peux employer pour sa valeur.
Je suis sur que vous comprendrez le sens des mots "pompé" et "résistance"

[curieux]

Il y a un principe fondamental à ne pas ignorer, c'est celui de la conservation de l’énergie.
Si tu 'pompes un courant c'est qu'il y a une résistance(une vraie, en ohms) de charge, par exemple 100 Volts sur 1ohm ça donne une intensité de 100 ampères, au final tu 'pompes' donc 100 Volts * 100 Ampères = 10 000 Watts.
C'est cette puissance dissipée qui freine l'alternateur.( c'est ambiguë, en fait c'est le moteur qui est freiné, qu'il soit électrique ou mécanique)
Tu enlèves la résistance de charge et l'alternateur ne subit rien, il tourne en roue libre, aux pertes par frottements près et il ne consomme rien de plus venant du moteur qui l'entraine.
Autrement dit il y toujours une perte due à la conversion qui n'est jamais de 100%, tu fournis 1000 Watts, tu ne récupères que 950 Watts, par exemple.
5% sont partis en chaleur, dans les entrefers, dans les roulements, par effet Joule, et même par la viscosité de l'air (des ailettes de refroidissements en bout d'arbre). Impossible d'y échapper.
Je pense que tu sais tout ça.

[Piedalu]

Oui je sais tout cela.
L'axe moteur est solidaire de celui de l'alternateur c'est toute l'ambiguïté de la chaine dont fait partie la charge.
Car c'est la charge qui déséquilibre l'alternateur, Pu rééquilibre la charge en déséquilibrant l'alternateur par cette "résistance", cette "résistance" rééquilibre Pu en déséquilibrant Pa, Pa rééquilibre cette résistance par un appel d'énergie en déséquilibrant la source d'alimentation de Pa. On peut continuer comme cela infiniment.
C'est pourquoi la question reste posée.
Comment je peux appeler cette résistance? Et qu'elle unité je peux employer pour sa valeur.
En page 4 de mon document, il y a la formulation globale de l'alternateur et de sa charge. Enlever Pu ou Po de la formulation globale ne respecte plus le « rien ne se perd, rien ne se crée ». Et c'est bien ce que la formule (Pa = Pu + pertes) fait, sans que cela dérange. Je sais cela ne change rien au résultat car il faut bien s'arrêter quelque part.
Bon je crains le pire dans les futurs réponses.
Je serais absent quelques jours.

[DanB]

La puissance utile est du coté du générateur. Quelle puissance est donc utilisée du coté de la charge.
Si la puissance utile est du coté de la charge. Quelle est la puissance qui s'oppose au couple de rotation sur l'axe de l'alternateur en charge.
Cela reste une bonne blague tant que l'on aura pas admis qu'une puissance ne peut être effective instantanément à deux endroit différent.
Je ne trouve plus tellement d'intérêt à joué.

Vous ne semblez rien comprendre au moteurs électriques.

[DanB]

Merci "Psyricien", la gentillesse fait plus que force et que rage. Que "force" j'ai emprunté la terminologie.
Passons aux choses sérieuses
Je ne suis pas le seul à raisonner de la sorte et c’est basé sur des faits avérés.
Quelque soit la terminologie le résultat pratique s’en moque. Les savants, ingénieurs et concepteurs d’alternateurs ont cherché à minimiser au maximum la FCEM ; Par des stratagèmes, configurations d’épanouissement de circuits magnétiques, pôles de compensations… Ils sont parvenus à minimiser de quelque pourcent la FCEM. Ce qui en conséquences avérés, diminue la puissance absorbée pour une même puissance utile en sortie, ou, en fonction du concept, pour une même puissance absorbée, augmente la puissance utile en sortie. En bref améliore le rendement. C’est leur terminologie.

D'après se que vous voulez me faire comprendre, si la puissance utile et la FCEM sont la même puissance ou le même phénomène.
Il faudra que l’on m’explique pourquoi en diminuant l’un ont augmente l’autre.

On tente de diminuer les pertes, mais la FCEM n'est qu'un transfert, autant qu'une corde, un pneu ou une poutre.

[DanB]

Moteur à induction 101 :

Le stator est alimenté en AC. Ça produit un champ tournant. Typiquement, sur de 60 Hz, on des moteurs où le champ tournant est à 1800 rpm.

Le rotor est fait d'une cage d'écureuil en aluminium collé dans des plaques d'acier vernies. L'acier sert à propager le champ magnétique. Le champ tournant induit un courant dans la cage d'écureuil qui est fonction du glissement, i.e. la différence de vitesse entre le champ tournant du stator et celle du rotor.

Le champ magnétique du stator fait alors tourner le champ magnétique du rotor. Quand le couple à générer augmente, le glissement augmente et le champ de couplage aussi. Le courant appelé par le stator augmente aussi.

On peut faire l'inverse et forcer la rotation du moteur à induction. S'il est relié au réseau, suffit de tourner plus vite que la vitesse synchrone pour pousser de l'énergie dans le réseau.

S'il n'y a pas de réseau, il faut bâtir et réguler la tension, c'est plus compliqué. On peut utiliser le champ magnétique résiduel pour construire un tension qui finira par être suffisante. Mais c'est plus simple dans ce cas d'utiliser un moteur synchrone.

Il n'y a pas d'aimants dans ces moteurs. Dans le moteur asynchrone, le champ est induit alors qu'il est fabriqué de toute pièces dans un moteur synchrone avec un courant d'excitation qui permet aussi de faire varier le facteur de puissance (c.f. compensateur synchrone)

[Piedalu]

Ben oui, je ne nie pas cela.
La question reste posée:
Comment je peux appeler cette résistance? Et qu'elle unité je peux employer pour sa valeur.

[Piedalu]

Vous voulez me faire comprendre que Pu est cette résistance.
Dans ce cas pourquoi quand les ingénieures réussissent à la minimiser, ils ne minimisent pas également Pu ?
Et Pu ne peut pas être effective simultanément à deux endroit différents.
Pu équilibre bien la puissance transformée à l'extérieure du générateur.
C'est vrai que comme on me l'a appris, cette résistance, ou réactance d'induit, ou FCEM n'a pas besoin d'énergie pour exister, bien que son effet est une "résistance" qui nécessite une énergie supplémentaire sur l'axe commun moteur alternateur.
Alors la question reste toujours posée:
Comment je peux appeler cette résistance? Et qu'elle unité je peux employer pour sa valeur?
Si c'est moi qui me mélange les pinceaux alors la réponse devrait être facile.

[Wooden Ali]

Comment je peux appeler cette résistance? Et qu'elle unité je peux employer pour sa valeur.

Toutes les formes d'énergie peuvent s'écrire sous la forme d'un facteur de tension et d'un facteur d'extensité.
Exemple :
énergie gravifique dU = Hg.dm
énergie mécanique dW = F.dl
énergie interne d'un gaz dU = - P.dV
énergie superficielle dU =Γ.dσ
énergie de torsion dU = C.dα
énergie thermique dU = T.dS
énergie électrique dU = V.dε

Le facteur de tension est celui qui donne le sens et l'intensité de la variation d'énergie.
le facteur d'extensité représente une quantité dont la nature détermine celle de la manifestation de l'échange énergétique. L'extensité subit l'action de la tension.

Dans le cas qui nous occupe l'énergie électrique est transformée en énergie de torsion qui doit donc s'exprimer sous la forme dU = C.dα. Le couple C dépend de la configuration du moteur.

[curieux]

Comment je peux appeler cette résistance? Et qu'elle unité je peux employer pour sa valeur?
Si c'est moi qui me mélange les pinceaux alors la réponse devrait être facile.

Tu te compliques la vie pour pas grand chose.

Dans la chaine [Moteur-Alternateur-Charge] l'alternateur n'est qu'un intermédiaire qui obéit aux règles élémentaires de la physique.
Simplifie le problème, imagine ce qui se passe avec un vélo (monté sur un trépied) dynamo enclenchée mais lampe déconnectée.
L'effort fourni par le moteur (tes jambes) s'exprime en Watts et ne concerne que les pertes par frottements dans l'entrainement de la roue+dynamo.

- Connecte la lampe, ton moteur devra fournir 3 Watts de plus pour alimenter les ampoules.
La 'résistance' s'exprime donc en Watts, et pour un électricien vaut mieux utiliser un autre terme que 'résistance' dans ce cas.
Quel est le phénomène physique qui s'exprime en Watts ?

Une puissance de 1 Watt = 1 Volt * 1 Ampère = 1 Volt * 1 Coulomb / 1 seconde
on en déduit : 1 Volt(tension) * 1 Coulomb(quantité de courant) = 1 Newton(force) * 1 mètre(déplacement) = 1 Joule = énergie (*)
1 Joule * 1 seconde = 1 Volt * 1 Ampère = 1 Watt = puissance

La confusion vient du fait que tu fais la distinction entre tension d'alimentation et FCEM alors que physiquement c'est la même chose, peu importe le matériel utilisé comme charge.
La distinction est due à la non linéarité de sa réponse.

(*) On le déduit aussi de la relation de base : champ électrique E (Volts / mètre) = N / q (soit 1 Volt / 1 mètre = 1 Newton / 1 Coulomb)
avec N en Newton = force
q en Coulomb
C'est probablement ce qui te fait penser que 1 Volt = 1 Newton alors que ce sont deux unités différentes.
Comme je te le disais, il faudrait alors que le Coulomb se mesure en mètre...
CQFD

[Chanur]

D'autre part, il est préférable d'utiliser le vocabulaire ordinaire pour être compris.

C'est vrai que comme on me l'a appris, cette résistance, ou réactance d'induit, ou FCEM

Tu t'acharnes à appeler "résistance" un couple (en Nm) que tu confonds ici avec une réactance (en Ohms) ou une fcem (en Volts).

Ton discours serait moins obscur, si tu appelait "couple" le produit d'une force par une distance, "réactance" la partie imaginaire d'une inductance et "résistance" sa partie réelle. Mais appeler "réactance d'induit" le couple, c'est juste ridicule ...

[curieux]

Tu t'acharnes à appeler "résistance" un couple (en Nm) que tu confonds ici avec une réactance (en Ohms) ou une fcem (en Volts).

Bonjour
Le problème des unités se résout simplement avec les formules de base :

On le déduit aussi de la relation de base : champ électrique E (Volts / mètre) = N / q (soit 1 Volt / 1 mètre = 1 Newton / 1 Coulomb)

Sachant que 1 Coulomb = 1 Ampère * 1 seconde
pas besoin d'être doué en maths pour en tirer la valeur du couple : 1 Newton * 1 mètre = 1 Volt * 1 Ampère * 1 seconde

Là on voit bien que la FCEM n'est pas le seul paramètre du couple moteur, ça me semble suffisant pour comprendre où est le bobo.
En physique le signe [égale] ne veut pas dire égalité entre les membres de l'équation mais équivalence, c'est pas pareil.
C'est basique à faire peur, par rapport au poids j'ai le droit de dire 2 pommes = 2 poires, mais est-ce qu'on va pouvoir dire qu'une pomme c'est identique à une poire ?
Tout le problème est là.

[Psyricien]

Sachant que 1 Coulomb = 1 Ampère * 1 seconde

Choix intéressant ... j'aurais plutôt écrit:
1 Ampère = 1 Coulomb / 1 seconde
Certes sommes toute équivalente, cette formulation me semble plus naturelle:
Définition de l'ampère via le coulomb et la seconde, plutôt que définition du coulomb via l'ampère et la seconde.

Comment ça je meuble parce que j'ai rien de pertinent à ajouter ? ... juste un peu .
G>

[curieux]

Salut Psyricien

c'est pour que Piedalu puisse souligner le produit 1 V * 1 A qui doit lui sauter au yeux vis à vis de la puissance du moteur par rapport au couple, ça me semble plus parlant que d'utiliser le Coulomb.
Je présume bien sûr qu'il a une formation d'électricien.
A part ça, j'ai pris la précaution de vérifier (dans la foulée on a vite fait de diviser au lieu de multiplier les secondes), la définition du Coulomb est bien celle là.

C'est la quantité d'électricité traversant une section d'un conducteur parcouru par un courant d'intensité de 1 ampère pendant 1 seconde (1 C = 1 A.s). Elle est équivalente à 6.24150962915265 10^18 charges élémentaires.

avec e=1.60217662 10^-18 Coulomb pour la charge élémentaire.

[Chanur]

Sachant que 1 Coulomb = 1 Ampère * 1 seconde

Choix intéressant ... j'aurais plutôt écrit:
1 Ampère = 1 Coulomb / 1 seconde
Certes sommes toute équivalente, cette formulation me semble plus naturelle:
Définition de l'ampère via le coulomb et la seconde, plutôt que définition du coulomb via l'ampère et la seconde.

Sur le plan physique, tu as raison, bien sûr, mais en métrologie, on définit effectivement le Coulomb à partir de l'Ampère, simplement parce qu'on sait mesurer avec plus de précision un courant électrique qu'une charge.
Et mathématiquement, les deux sont équivalents, ça va de soit.

[curieux]

Bonjour

plus que de définition, il s'agit surtout d'analyse dimensionnelle

pas besoin d'être doué en maths pour en tirer la valeur du couple : 1 Newton * 1 mètre = 1 Volt * 1 Ampère * 1 seconde

avec un moteur électrique, l'équivalence saute aux yeux.
C'est de cette manière qu'on mesurait la puissance d'un moteur, qu'il soit électrique ou mécanique, les unités sont les mêmes, des Watts.
Dans mon exemple, il suffit de faire basculer le temps de l'autre côté de l'équation pour l'obtenir.
1 mètre Newton par seconde = 1 Watt

Comme j'aime bien les applications numériques, si on mesure un couple moteur exprimé en Newtons * mètre, que le moteur tourne à 1500 tr/mn, la puissance se mesure ainsi:
P(w) = Couple * 2 * pi * 1500 / 60, et en divisant ça par 736 on a la puissance en Chevaux, comme nos fondateurs n'étaient pas des neuneux, l'analyse dimensionnelle ne leur avait pas échappée.

En hommage aux travaux de l’ingénieur de Prony, on a appelé le système de mesure : frein de Prony le mécanisme qui fonctionne parfaitement avec n'importe que machine tournante, à voile, à vapeur ou à pédales.

[Wooden Ali]

... à voile, à vapeur ou à pédales.

A la limite de l'homophobie, non ?
A part ça, tu as raison. Revenir aux notions simples d'énergie et de puissance ne fait jamais de mal. La formulation des différentes formes d'énergie et leur équivalence ne posent alors plus de problème (à part pour l'énergie thermique mais c'est une autre histoire ...)

[Piedalu]

Bonjour à tous

Chanur à écrit:
Tu t'acharnes à appeler "résistance" un couple (en Nm) que tu confonds ici avec une réactance (en Ohms) ou une fcem (en Volts).
Ton discours serait moins obscur, si tu appelait "couple" le produit d'une force par une distance, "réactance" la partie imaginaire d'une inductance et "résistance" sa partie réelle. Mais appeler "réactance d'induit" le couple, c'est juste ridicule ...

Voila une réponse qui fait avancer, bien mieux que de répéter (en copie coller des formules). Merci Chanur;

Je reconnais mes erreurs de notification et m'en excuse. Bien que je ne retrouve pas totalement écrit (sérieusement) la plus par des aberrances que vous me prêtez tous.
Je prends bonne note:
La réactance est la partie imaginaire d'une inductance et sa partie réelle est la résistance.

Si j'appelle la partie imaginaire de l'inductance d'un induit "réactance d'induit" et "influence de la réactance d'induit" sa partie réelle, suis-je correcte ?

Bon ces erreurs de notification ne change en rien la réalité.
Pour info:
J'ai réussi en expérimentation mentale à rendre inopérant en totalité "l'influence de la réactance d'induit" dans les alternateurs.
C'est relativement simple, il fallait seulement y penser. J'ai viré l'engrenage épicycloïde. J'ai utilisé un moteur bis rotor, c'est la partie la plus rigoureuse, car elle comporte des pièges à éviter. Plus un équilibreur de couple tout bête.

[DanB]

La partie inductive est seulement un déphasage du courant. Il n'y a aucune consommation d'énergie.

Dans les faits, une inductance a toujours une partie résistive (le courant doit circuler dans un conducteur) qui s'ajoute aux autres résistances. Pour un stator, on parlera des pertes dans le cuivre. L'impédance réactive est due au champ magnétique créé.

Mais le rendement des moteurs électriques est déjà extrêmement bon. C'est ailleurs qu'il faut chercher. Quand le rendement tourne autour de 95%, il n'y a plus beaucoup de marge d'amélioration...!

[curieux]

Si j'appelle la partie imaginaire de l'inductance d'un induit "réactance d'induit" et "influence de la réactance d'induit" sa partie réelle, suis-je correcte ?

Bonjour

ça ne fait pas plus avancer le schmilblick, la partie réelle dont te parle Chanur c'est la résistance ohmique pure, c'est une caractéristique de l'induit qui n'a aucun rapport avec son inductance. C'est juste un problème de technologie.
Tu ne peux pas les lier de cette façon comme si l'une découlait de l'autre et que tu pouvais annuler l'une en agissant sur l'autre.
Je ne sais pas quelle formation tu as, mais il me semble que tu as besoin de réviser sérieusement tes formules (et crois moi, elles sont bien plus parlantes quand on maitrise aussi l'aspect physique de ce qu'on étudie).

[kestaencordi]

je pense que vous tournez autour de ca.

[Chanur]

Pour info:
J'ai réussi en expérimentation mentale à rendre inopérant en totalité "l'influence de la réactance d'induit" dans les alternateurs.

Vous n'avez rien réussit de tel.
Ce que vous avez imaginé c'est un machin bidon dans lequel vous vous gardez bien de décrire l'orientation des champs magnétiques et les schémas de câblage. Soit parce que vous n'en savez rien, soit pour masquer l'inanité du truc.

C'est relativement simple, il fallait seulement y penser. J'ai viré l'engrenage épicycloïde. J'ai utilisé un moteur bis rotor, c'est la partie la plus rigoureuse, car elle comporte des pièges à éviter. Plus un équilibreur de couple tout bête.

Pour être simple, c'est effectivement très simple : ou bien vos deux rotors sont indépendants l'un de l'autre et ils vont tourner dans le même sens : c'est exactement comme un moteur normal, mais avec plus de pièces mobiles et donc plus de pertes en tout genre ; ou bien vos rotors sont liés par des engrenages pour tourner en sens inverse par rapport au stator et ils ne tourneront pas parce qu'à chaque instant ils recevront chacun le même couple. Ils se contenteront de vibrer. Et peu importe la forme des trains d'engrenages.

Vous vous trompez aussi complètement quand vous affirmez que c'est plus clair quand on n'écrit pas de formules.
Les formules servent précisément à rendre les choses claires.

[Psyricien]

Sachant que 1 Coulomb = 1 Ampère * 1 seconde

Choix intéressant ... j'aurais plutôt écrit:
1 Ampère = 1 Coulomb / 1 seconde
Certes sommes toute équivalente, cette formulation me semble plus naturelle:
Définition de l'ampère via le coulomb et la seconde, plutôt que définition du coulomb via l'ampère et la seconde.

Sur le plan physique, tu as raison, bien sûr, mais en métrologie, on définit effectivement le Coulomb à partir de l'Ampère, simplement parce qu'on sait mesurer avec plus de précision un courant électrique qu'une charge.

Que veux tu, c'est mon coté physiciens "fondamentale" ... .

Et mathématiquement, les deux sont équivalents, ça va de soit.

Indeed ... je palabrai dans le gaz plus qu'autre chose, n'ayant rien de bien utile à ajouter .
G>

[Psyricien]

J'ai réussi en expérimentation mentale à rendre inopérant en totalité "l'influence de la réactance d'induit" dans les alternateurs.

Cette nuit j'ai réussi l'expérience mentale de voler comme un oiseau (sans appareil cela va de soit) ...
Nous voila bien avancé .

G>