Pourquoi le fil magnétique doit-il être isolé?

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Qu'est-ce que c'est d'avoir plusieurs bobines qui permettent le champ magnétique? Pourquoi ne puis-je pas simplement avoir un gros fil ou un fil fileté sur un moteur? Désolé, c'est une question de bébé mais je n'ai pas trouvé la réponse.

— Isaac
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l'inductance dépend du nombre de tours et de la perméabilité magnétique du noyau

— Indraneel

MMF est

, où

est courant et

est le nombre de tours. Dans un conducteur toronné, chaque toron transporte la même fraction du courant total.

N I

$NI$

I

$I$

N

$N$

— Chu

La "loi" fondamentale est la suivante: "Un seul tour produit un champ magnétique proportionnel au courant qu'il contient." || Les champs des tours s'ajoutent. Si un tour transportant du courant I produit le champ F, alors N tours produisent (de manière simplifiée) N x F. Vous POUVEZ avoir "un grand tour" et c'est "UN" tour. L'application de la "loi fondamentale" ci-dessus montre qu'un seul grand moyen ou petit virage minuscule transportant le courant I a le même effet. Les fils sont plus ou moins grands pour d'autres raisons. Par exemple, les gros fils ont une résistance plus faible. Les petits fils permettent plus de tours étant donné l'espace

— Russell McMahon

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Il est vrai que ce n'est que le volume et la puissance fournie à l'enroulement qui comptent pour le champ magnétique, dans les électroaimants et les moteurs. Par conséquent, vous pourriez avoir un enroulement à un seul tour.

Malheureusement, un seul tour nécessiterait (généralement) un courant très élevé et une tension très basse. Cela est vrai sur les échelles sur lesquelles nous avons tendance à travailler et sur les valeurs que les constantes physiques ont.

Les électro-aimants pratiques utilisent une astuce relativement bon marché pour augmenter la tension et diminuer le courant, en divisant le petit fil gras d'un seul tour en un long fil mince enroulé plusieurs fois. Comme chaque tour a une tension différente, ils doivent être isolés les uns des autres.

Un énorme avantage du fil mince dans l'enroulement est que les fils de connexion peuvent avoir une épaisseur raisonnable et une résistance beaucoup plus faible que l'enroulement de travail.

Un inconvénient de cette astuce est que le fil circulaire ne remplit pas 100% de la zone disponible et que l'isolation consomme également de l'espace, nous perdons donc une zone de cuivre par rapport à un seul tour. Cependant, l'astuce est si bon marché et utile que cette inefficacité dans la zone est un petit prix à payer pour les avantages, pour presque toutes les applications (dans certaines très grosses machines, un fil ou une barre de section carrée est utilisé pour les enroulements pour améliorer la densité d'emballage) .

— Neil_UK
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Il y a un autre avantage du fil de bobine carré à côté d'une plus grande zone de cuivre (donc une résistance plus faible). Aux hautes fréquences, le courant a tendance à circuler à la surface d'un fil (qui est connu sous le nom d'effet de peau), et par rapport à un fil rond de même taille, le fil carré est beaucoup mieux.

— Huisman

L'isolement n'est pas seulement nécessaire pour éviter que chaque tour ne soit court-circuité. Aux hautes tensions, l'isolement est également utilisé pour séparer suffisamment les spires pour éviter les pannes.

— Huisman

Un exemple d'utilisation de barres au lieu de fils peut être vu dans cette vidéo EEVblog . IIRC le composant dans la vidéo est un inducteur.

— Alex Hajnal

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Ma première réaction à la lecture de votre réponse a été de ne pas être d'accord, car la loi d'Ampère tient compte du nombre de tours, mais maintenant je vois ce que vous y avez fait. La loi d'Ampère prend également en compte le courant, n'est-ce pas? La vôtre est une façon intelligente de l'expliquer. Je me souviendrai de cette intelligence. Si j'avais répondu, j'aurais commencé à expliquer en termes de la loi de Faraday, ce que, en fait, vous avez implicitement fait, mais d'une manière qui ne nommait pas Faraday et donc ne prêtait pas à confusion au niveau de OP. Bien fait.

— thb

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@thb merci. Lorsque je compare le nombre de spires, généralement dans les transformateurs, une autre façon de le dire est d'abord de supposer deux enroulements identiques, chacun dans exactement les mêmes conditions de champ H de puissance de courant de tension, puis de les connecter en série, puis de les connecter en parallèle. Tout ce qui change, c'est l'impédance, la mise à l'échelle tension / courant, mais le volume, le champ, la dissipation de puissance, le coût restent les mêmes. Pour la première commande de toute façon, le SRF et la panne de tension pourraient bien changer un peu.

— Neil_UK

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Pourquoi ne puis-je pas simplement avoir un gros fil ou un fil fileté sur un moteur?

Aucun problème avec cela - vérifiez le rotor sur la plupart des moteurs à induction:

Il n'y a pas d'isolation sur la cage en aluminium (écureuil) et c'est, en effet, un tour court.

Qu'est-ce que c'est d'avoir plusieurs bobines qui permettent le champ magnétique?

Un champ magnétique est produit par les tours ET actuels afin que vous puissiez échanger des tours contre du courant et vice versa. Cependant, si vous souhaitez fabriquer un inducteur avec des caractéristiques particulières, vous devez le concevoir en utilisant plusieurs tours pour optimiser l'inductance pour le circuit prévu étant donné qu'il y aura des limitations sur la disponibilité des matériaux du noyau magnétique.

— Andy aka
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La raison pour laquelle vous avez besoin qu'il soit isolé est de vous assurer que le courant circule dans chaque boucle lorsque vous l'enroulez. Si ce n'était pas le cas, cela pourrait simplement aller "droit". Vous pouvez avoir un gros fil en effet, mais vous aurez besoin de plus de courant pour produire les mêmes résultats.

C'est ce que le nombre de tours N donne réellement dans toutes les formules de champ magnétique. Il vous permet en fait d'avoir des multiples du courant dans un espace donné.

— Juan
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Vous pouvez le faire avec une seule boucle et je l'ai vu faire. Cependant, les fils sont énormes et doivent être fabriqués d'une manière spéciale. Par exemple, le fil (plus: jeu de barres) est extrudé sous forme de section en coin, puis enroulé en hélice pour donner une section rectangulaire.

Mais le courant sera énorme. Si votre contribution ne se prête pas à fournir ce type de courant, cela ne fonctionnera pas.

La force magnétique est le nombre d'ampères x le nombre de tours. Vous devez calibrer soigneusement le nombre de tours et la taille du fil afin qu'il corresponde à la capacité de votre circuit à le conduire. Le faire en un tour nécessiterait un montant de pliage assez extrême pour obtenir une tension très basse et des amplis très élevés.

— Harper - Rétablir Monica
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