Pourquoi les électrons ne prennent-ils pas le chemin le plus court en bobines?

Ci-dessous se trouve une bobine de cuivre, formant probablement un électroaimant. De ma compréhension, les électrons se déplacent autour de la bobine pour produire un champ magnétique. Mais pourquoi les électrons ne sautent-ils pas sur les fils et ne prennent-ils pas le chemin le plus court?

Ci-dessous, j'ai essayé de tracer le chemin qui conviendrait (pour moi) aux électrons:

— Ruan
source

Le fil est recouvert d'une couche isolante.

— Chamod

Ces bobines sont-elles toujours isolées? Même ces très petits fils formant une bobine?

— Ruan

@Ruan Surtout ce que l'on appelle le "fil magnétique".

— DKNguyen

@Ruan Je dirais qu'ils sont toujours isolés parce que, lorsque nous installons une bobine dans un système, nous voulons que l'électricité soit acheminée à travers elle plutôt que de prendre un raccourci. J'hésite seulement avec "toujours" car il peut y avoir une situation super-exotique où vous vouliez le court-métrage. Peut-être y at-il un temps où vous souhaitez un anneau solide en cuivre connecté à quelque chose, mais en raison de certaines propriétés mécaniques, vous souhaitez le faire en fil métallique plutôt qu’un seul bloc solide. Je n'arrive pas à penser à cela, mais les ingénieurs électriciens sont un groupe intelligent!

— Cort Ammon

Les bobines @Ruan peuvent être fabriquées à partir de fil nu, mais elles doivent avoir des tours lâches (ne pas toucher) et ne peuvent pas supporter de hautes tensions. Il n'y a pas beaucoup de situations commerciales où cela est utile, mais vous pourriez le voir dans un projet de loisir.

— Hobbs

Réponses:

100

Ce type de fil, utilisé pour la fabrication de bobines, est communément appelé "fil magnétique". https://en.wikipedia.org/wiki/Magnet_wire

On dirait que c'est du cuivre nu, mais en réalité, il est recouvert d'une très mince couche d'isolant transparent. Sinon, vous avez tout à fait raison: si le fil était vraiment nu, la bobine ne fonctionnerait pas car le courant pourrait traverser directement un fil à l'autre.

— Glenn Willen
source

Cela a du sens, pour une raison quelconque, je ne trouvais pas de réponse en ligne, merci

— Ruan

Les enroulements sont soigneusement stratifiés, en particulier sur les dispositifs haute tension, afin que les couches adjacentes ne présentent pas de grandes différences de potentiel. Cela réduit les contraintes sur les couches isolantes, donc peu importe si elles sont fines ou endommagées.

— rolinger

Et si vous avez déjà commis l’erreur de penser que c’est un simple fil nu, vous constaterez très rapidement que vous ne pouvez pas le souder, car l’isolant brûle puis vous gêne, empêchant ainsi l’adhérence. Lors de la soudure d'un tel fil, il faut généralement dénuder chimiquement l'extrémité pour qu'elle ne soit pas isolée en premier.

— Cort Ammon

De plus, des dommages accidentels à l'isolation (ou des fissures dues à la chaleur, à des environnements corrosifs ou à un mouvement inductif excessif de la bobine ou ...) provoquent des courts-circuits dans lesquels le courant court-circuitant le long du chemin rendant l'aimant moins efficace.

— dmckee

@CortAmmon En fonction de l'épaisseur, vous pouvez enlever l'isolant en le plongeant dans la brasure fondue (sur la pointe de votre fer à souder) pendant quelques secondes. Vous le verrez fumer qui est la laque qui brûle

— slebetman

Parfois, ils prennent le chemin le plus court, quand ils ne sont pas censés le faire. Comme d'autres l'ont dit, les fils sont normalement isolés. Cependant, si un courant circulant dans l'aimant est soudainement interrompu par un circuit ouvert, la tension augmentera jusqu'à ce que ces électrons "se détachent" - soit en produisant une étincelle dans un entrefer ou en rompant l'isolation.

— Dirk Bruere
source

Pensez à l'eau dans vos tuyaux. L'eau coule dans les tuyaux tant que la pression n'est pas trop forte. Mais à une pression suffisamment élevée, l'eau sort et finit par s'écouler jusqu'au point le plus bas disponible. Cela pourrait se produire si une très haute tension est soudainement appliquée à votre inducteur. Bien sûr, l'inducteur peut tomber en panne d'une autre manière: un courant excessif trop longtemps entraînera un chauffage qui détruit l'isolation et vous aurez un problème de fumer ...

— richard1941