Formation ECAM Arts & Métiers
Données Générales
Programme Académique Formation ECAM Arts & Métiers :
Type de module Cours
Cours : 36h00
TD : 9h00
TP : 9h00
Projet : 0h00
Stage : 0h00
Travail personnel : 60h00
Durée totale : 54
Statut :
Obligatoire
Période :
SEMESTRE 2
Langue d'enseignement :
Français
Objectifs généraux
Les compétences suivantes seront développées dans cette partie du programme :
- maîtriser les notions de champ de vecteurs et de flux d'un champ de vecteurs
- évaluer les actions d'un champ magnétique extérieur sur un circuit parcouru par un courant ou par analogie sur un aimant
- utiliser la notion de moment magnétique
- connaître ou savoir évaluer des ordres de grandeur
- analyser qualitativement les systèmes où les phénomènes d'induction sont à prendre en compte
- maîtriser les règles d'orientation et leurs conséquences sur l'obtention des équations mécaniques et électriques
- effectuer des bilans énergétiques
- connaître des applications relevant du domaine de l'industrie ou de la vie courante où les phénomènes d'induction sont présents et déterminants dans le fonctionnement des dispositifs
- mettre en oeuvre des expériences illustrant la manifestation des phénomènes d'induction
Contenu
1. Champ magnétique
a) Sources de champ magnétique ; cartes de champ magnétique.
b) Lien entre le champ magnétique et l'intensité du courant.
c) Moment magnétique.

2. Actions d'un champ magnétique
a) Résultante et puissance des forces de Laplace s'exerçant sur une barre conductrice en translation rectiligne sur deux rails parallèles (rails de Laplace) dans un champ magnétique extérieur uniforme, stationnaire et orthogonal à la barre.
b) Couple et puissance des actions mécaniques de Laplace dans le cas d'une spire rectangulaire, parcourue par un courant, en rotation autour d'un axe de symétrie de la spire passant par les deux milieux de côtés opposés et placée dans un champ magnétique extérieur uniforme et stationnaire orthogonal à l'axe.
c) Action d'un champ magnétique extérieur uniforme sur un aimant. Positions d'équilibre et stabilité.
d) Effet moteur d'un champ magnétique tournant.

3. Lois de l'induction
a) Flux d'un champ magnétique. Flux d'un champ magnétique à travers une surface s'appuyant sur un contour fermé orienté.
b) Loi de Faraday. Courant induit par le déplacement relatif d'une boucle conductrice par rapport à un aimant ou un circuit inducteur. Sens du courant induit. Loi de modération de Lenz. Force électromotrice induite, loi de Faraday.

4. Circuit fixe dans un champ magnétique qui dépend du temps
a) Auto-induction. Flux propre et inductance propre.
b) Étude énergétique. Conduire un bilan de puissance et d'énergie dans un système siège d'un phénomène d'auto-induction en s'appuyant sur un schéma électrique équivalent.
c) Cas de deux bobines en interaction. Inductance mutuelle entre deux bobines. Circuits électriques à une maille couplés par le phénomène de mutuelle induction en régime sinusoïdal forcé. Transformateur de tension.
d) Étude énergétique. Conduire un bilan de puissance et d'énergie.

5. Circuit mobile dans un champ magnétique stationnaire
a) Conversion de puissance mécanique en puissance électrique. Rail de Laplace. Spire rectangulaire soumise à un champ magnétique extérieur uniforme et en rotation uniforme autour d'un axe fixe rthogonal au champ magnétique. Freinage par induction
b) Conversion de puissance électrique en puissance mécanique. Moteur à courant continu à entrefer plan.
c) Haut-parleur électrodynamique.

6. Convertisseurs électromécaniques
Machines à courant continu, machines synchrones, machines asynchrones.
Prérequis
Cours de Physique-Chimie programme filière S
Module semestre 1 : LIIAem01ESigPhy-Signaux physiques
Bibliographie
Physique PSI-PSI*-PT-PT* de Vincent Renvoizé
Physique tout-en-un PSI-PSI* de Marie-Noëlle Sanz
Les 1001 Questions en Prépa Physique de Christian Garing
Formulaire Maths Physique Chimie SII PTSI PT de Bertrand Hauchecorne
Évaluation(s)
Nature Coefficient Objectifs
1Devoir écrit2
2Devoir oral19 contrôles oraux (1 contrôle par quinzaine)