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COMPTE RENDU TP3 : Hystérésis d’un ferromagnétique

Realisé par :

 ILIAS TAHRI  AMAL OUKADA  ASMAE BENZINE  OTHMANE AFIF

Introduction :

L'hystérésis magnétique désigne le phénomène d'hystérésis observé lors de l'aimantation d'un matériau. Ainsi, lorsqu'un champ magnétique externe est appliqué à un matériau ferromagnétique tel le fer, les dipôles électriques atomiques s'alignent en fonction de ce dernier. Lorsque le champ est retiré, une partie de l'alignement demeure au sein du matériau. Ce dernier a été aimanté. Ce cycle présente la propriété d’un système dont l’évolution ne suit pas le même chemin. Il est appliqué pour le stockage des informations et la régulation de température par un thermostat.

Principe de l’expérience :

Un champ magnétique est produit dans un noyau de fer de forme annulaire à l’aide d’un courant continu réglable appliqué à deux bobines. L’intensité du champ H et la densité de flux B sont mesurées et le cycle d’hystérésis est enregistré. La rémanence et l’intensité du champ coercitif des deux noyaux de fer sont comparées.

Objectifs : Dans un premier lieu, nous visons à enregistrer la courbe du cycle d’hystérésis pour deux types de noyaux de fer, un fer massif et l’autre laminé (doux). Dans un deuxième lieu nous allons comparer ces deux courbes.

Matériel utilisé :

Ecran d’ordinateur

Générateur

Fer solide

Bobines

Commutateur

Fer laminé

Principe de la manipulation : D’abord on désaimante la substance utilisée. Puis, On produit un champ magnétique dans un noyau de fer par un courant continu réglable appliqué à deux bobines. Et à l’aide du commutateur on aimante et on désaimante le noyau afin de déterminer la densité du champ H et la densité du flux, puis on détermine le champ coercitif et le champ rémanent en utilisant le logiciel « Mesures ».

Partie Théorique : Lors du passage d’un courant I dans une bobine dont la longueur L est grande par rapport à son diamètre, pour un nombre de spires N, il prend naissance à l’intérieur un champ magnétique homogène d’intensité :

𝐻=

𝑁 𝐿

×𝐼

CYCLE D’HYSTERESIS. A cause ce l’hystérésis il y a perte de chaleur dans les matériaux par des variations périodiques de (- Hc) et (+Hc). Néanmoins, le phénomène d’hystérésis est un avantage pour obtenir les aimants permanents

Lois de Pouillet :

(1)

Flux du champ magnétique B : Le vecteur

Φ = n. L .S. B

H = n. I

On multiplie les membres de l’équation 𝒕

I.dt

(1) par :

𝒕

𝜱

∫ 𝒆𝑰𝒅𝒕 = ∫ 𝑹𝑰²𝒅𝒕 + ∫ 𝑰𝒅𝜱 𝟎

𝟎

𝟎

 Cette dernière formule montre que l’énergie dissipée par l’hystérésis est proportionnelle au volume de la substance ferromagnétique subissant le cycle v et a cycle l’aire du hystérésis Σ.

Partie Pratique :

-

On va se contenter de l’etude d’un seul noyau de fer qui est le fer massif .

Avec V

D’après la courbe, les coordonnés de la densité du :  champ rémanent Br (0; 0,001T).  champ coericif Hc (10,016A/m).  champ de saturation Bs (0,009T). Donc Br = 0,001T±0,012T  Eth = 𝝁ₒ∑V = 4,17. 10-8 T²/m³

Conclusion

En guise de conclusion , on a pu mesurer la densité du champ coercitif la densité du champ rémanent ainsi que l’énergie dissipée par hystérésis pour le noyau de fer massif (dur). Alors on peut déduire que le fer massif a comme avantage un champ rémanent plus élevé que le fer doux, Cependant, la perte d’énergie d’hystérésis pour le fer dur est plus grande que le fer laminé. Et par conséquent, on peut dire qu’on a pu confirmer se qui est obtenu par l’étude théorique pratiquement mais avec une marge d’erreur éventuelle du au matériaux et aux incertitudes .