TPE : Les trains à sustentation magnétique (année 2006) | ||||||||||
Par les élèves du Lycée de la Vallée de Chevreuse (Gif sur Yvette) | ||||||||||
BELLOT Guillaume, QUESADA Timothée, MASSIOT Justin, REVE Rémi |
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> Partie 2 > Lévitation électromagnétique II- La lévitation magnétique
Le principe de la lévitation magnétique est de chercher à compenser le poids du mobile par une force créée par des aimants. Cette compensation de la gravité permet la lévitation – élévation et maintient d’un objet au-dessus du sol sans l’intervention d’un quelconque appui. Pour compenser cette gravité, 2 principes de lévitation existent par le biais du magnétisme :
Suspension électromagnétique :
Il est facile lorsque l’on connaît le poids du train de trouver la taille des solénoïdes, l’intensité et la tension du courant à leur appliquer pour que la force portante compense totalement le poids. Ainsi on peut se trouver dans une situation d’inertie, qui permet d’atteindre des vitesses élevées puisque les frottements avec le support sont nuls. Mais la répulsion magnétique est un phénomène assez peu stable qui demande d’être contrôlé. C’est pour cette raison que des électroaimants sont aussi disposés sur les côtés de rails de guidage. De cette façon, le train est forcé de rester au centre de son rail. La somme des vecteurs force de droite et de gauche est bien évidemment égale au vecteur nul, sans quoi le train ne resterait pas au centre. On est donc amené à construire des rails qui maintiennent la rame au centre, c’est le cas de l’image ci-dessous.
La force magnétique et le poids devant se compenser, on peut expérimentalement (en réalité le procédé est bien plus complexe) calculer la force portante que doivent atteindre les solénoïdes pour soulever le train. La résultante de ces forces serait calculée comme suit (avec P=F) : Dans le cas d'un train réel, l'écart entre le train et le rail est constamment mesuré et un ordinateur embarqué re-calcule en temps réel l'intensité du courant qu'il faut faire passer dans les bobines. A une échelle de maquette expérimentale, il est bien sûr inconcevable d'utiliser un tel dispositif.
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Plusieurs vidéos de notre médiathèque illustrent ce principe : |
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