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La loi de Faraday décrit comment un aimant se déplaçant dans une bobine induit une tension (force électromotrice ou FEM). Pour calculer la tension générée par un seul passage de l'aimant à travers la bobine, il sera nécessaire de connaître le nombre de tours et le diamètre de l'aimant, l'intensité du champ magnétique de l'aimant et la durée exacte du passage.
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Selon la loi de Faraday, lorsqu'un fil conducteur subit des fluctuations du champ magnétique environnant, une tension électrique est générée ou "induite" par le biais de son matériau.
En modifiant l'emplacement de l'aimant par rapport à sa bobine, il sera exposé à différentes intensités de champs magnétiques (c'est-à-dire que l'intensité d'un champ magnétique varie avec la distance).
La taille du FEM induit est égale à: "(nombre de tours de la bobine) x (variation du champ magnétique) x (surface de la section transversale de la bobine) x (1 / temps écoulé)".
Calcul du FEM
Commencez par mesurer le diamètre de la bobine à l’aide d’une règle. Assurez-vous que la mesure est en centimètres. Divisez ce nombre par 2 et quadrillez le résultat avant de le multiplier par "pi" (qui est 3.141 ...). Ensuite, divisez ce nouveau nombre par 10 000 pour convertir les unités de cm² en m². Ecrivez le résultat final en tant que "surface transversale de la bobine".
Pour calculer la variation du champ magnétique, considérez la différence maximale comme étant la force totale de l’aimant (c’est-à-dire lorsque l’aimant est le plus proche de la bobine) moins zéro (lorsque l’aimant ne se trouve pas à proximité de la bobine). En d'autres termes, choisissez une valeur pour le "changement de champ magnétique" en fonction de l'intensité de champ nominale de l'aimant (exprimée en "Teslas"). En cas de doute, contactez le fabricant.
Enfin, il reste la question du temps à considérer. Plus l'aimant se déplace rapidement dans la bobine, plus le temps de flottement du champ est court. Utilisez une minuterie numérique pour noter le temps nécessaire pour déplacer l'aimant. Répétez cette opération environ 10 fois, puis prenez une moyenne pour trouver une bonne valeur pour le "temps écoulé".
Dès que vous collectez toutes les valeurs importantes, jetez-les dans l'équation de l'étape précédente pour calculer le FEM (exprimé en volts ou V).