Concevoir un étau électromagnétique

[OJN]

(Bon, je ne sais pas ce que c'est comme perceuse et si elle permet de percer direct à 24 ...)

Nan malheureusement

As tu regardé les vidéos dans les liens ? 3 transfos arrivent notamment à soulever a un moment donné 2 bons hommes et une poutrelle acier de plusieurs mètres cela soutient également facilement une tôle d'un mètre carré avec une enclume en porte à faux dessus...

Donc sans problème pour le 24 direct

 

[MRG-NK]

Bonjour, je suppose qu'on utilise la sortie 12V de l'alim. Sur une récente, l'alim vérifie qu'on lui fait débiter un courant minimum. Si pas assez, elle se met en sécurité.
Sur alim ancienne, le test se fait sur le 5V
Si on dépasse le courant maxi, l'alim arrête de fonctionner.... puis redémarre, constate trop de courant, recoupe... etc etc...
On pourrait alors avoir une tension qui va de 12V à moins, pour arriver sous le courant de seuil....puis remonte....
C'est le seul cas où ajouter un noyau magnétique change le comportement d'une alim.
Avec noyau, la valeur de la bobine change, sa "résistance" change, impédance serait plus juste
Sans noyau, "résistance" au changement de tension faible, donc l'alim gardera une tension faible, ce qui limitera le courant : au lieu d'avoir un ENORME courant, on en aura un fort, proche du maxi admissible pour cette alim
Avec un noyau magnétique, la bobine réagit plus aux variations de tension dues à la surcharge; et l alim peut avoir des tensions qui varient plus.
Autre aspect, la bobine avec noyau peut injecter une tension quand l'alim décide de baisser la sienne.
Par analogie : on alimente une bobine d’allumage auto ; quand on coupe le courant, la bobine restitue l'énergie qu'elle a absorbé et crée une étincelle.
C'est une image ; pour illustrer : la bobine avec noyau peut modifier le fonctionnement SI elle consomme un fort courant.
Le + ou - de ferraille, donc de magnétisme ne change pas le sens du courant dans le cas présent, je dis bien dans le cas présent. Mais ca peut perturber l'alimentation.
On peut fabriquer une tension alternative en faisant bouger un aimant dans la bobine d'une électrovanne de machine à laver, la bobine du moteur du programmateur à cames, ou du moteur tourne plateau d'un four micro ondes....
C'est la variation de l'aimantation qui change les choses : pas de variation, pas d'effet induit.
Avec une particularité ; si l'alim oscille suite à trop forte consommation, c'est cette variation qui interagit avec une bobine avec noyau.... environ 1000 fois plus qu'une bobine sans noyau

Dans les casse auto ; il y a des électroaimants, la surface n'est pas parfaite, pourtant, on peut soulever une auto. A mon avis, le transfo du micro onde est assez fort pour maintenir une pièce en fer blanc, en acier.

Particularité : au moment de couper le courant, il y a une décharge selfique : comme sur les bobines d'allumage auto. La tension induite peut être très forte.
Une possibilité, réduire lentement la tension d'alimentation, ce qui réduit le courant
Une autre : mettre une diode "en inverse" : elle va absorber l'énergie rendue par la bobine.
Préférer associer les 2 aspects : des condensateurs en // sur la bobine.

 

[MRG-NK]

En ce qui concerne la conception, je propose :
D1 une diode qui évite d'envoyer du courant dans l'alim quand on la coupe, cela se produit quand le condo à la sortie du régulateur est plus "gros" que celui qui est à l'entrée : cas des alim avec un 7812, ou lm317....
Une alim de PC cela ne se justifie pas pour cette raison.
La diode fera barrage au courant d’extra rupture : effet bobine d'allumage, voir post précédent.
Le but est de protéger l'alim : voir le ronronnement décrit OJN

D2 une diode roue libre : elle absorbe le choc de la coupure de courant.
Le condo chimique a pour but de faire baisser progressivement la tension, mais il faut une forte valeur, si on alimente en 12V, il faudra un condensateur 25V ou 35V : on risque d'avoir une pointe de tension
Un condo non chimique type MKP, il va absorber rapidement le choc
Il réagira avant la diode.... et le condo chimique sera le plus lent, à cause se sa résistance série, son inductance série
L'ovale simule la bobine, dans la pratique, on mettra le petit condensateur, la diode D2 très près des bornes de la bobine.
D1 et le condo chimique peuvent être éloignés

Remarque : si on alimente avec une batterie de voiture, pas besoin de prendre des précautions avec diode et condos.... un simple interrupteur suffit.... on va vite abimer le contact, pour éviter cela, en // sur le contact, un pare étincelles : résistance + condo série 10 Ohm & 1 µF MKP , par exemple

 

[metalux]

Ok ont fais rien alors

aucun risque sur le canapé devant la télé

bien sur que si!

on peut très bien renverser sa bière et son paquet de chips!

 

[OJN]

@MRG-NK : franchement merci pour toutes ces explications techniques et le temps que tu consacres à les donner mais mon niveau en électricité n'est pas extraordinaire et je vais peiner à faire ton montage. Quand bien même j'y arriverais je ne comprendrais pas forcément ce que j'ai fait .

Je vais me contenter de brancher en direct sur l'alim et si jamais un jour elle crame et bien j'en trouverais une autre

Avant cela, je vais essayer avec 2 enroulements sur un noyau et un branchement avec un seul câble PATA et 2 connecteurs puis avec 2 câbles PATA pour voir la différence s'il y a et l'efficacité de 2 bobinages sur un noyau.

Concernant le bourdonnement uniquement quand une pièce est aimantée, cela veut dire que le courant change lorsque qu'il y a aimantation ?

 

[OJN]

Remarque : si on alimente avec une batterie de voiture, pas besoin de prendre des précautions avec diode et condos.... un simple interrupteur suffit.... on va vite abimer le contact, pour éviter cela, en // sur le contact, un pare étincelles : résistance + condo série 10 Ohm & 1 µF MKP , par exemple

Voir la pièce jointe 519274

C'est ça que je comprends pas aussi, j'ai souvent vu des vidéos avec des branchements sur batteries de voiture et on me dit ici attention tu vas faire fondre tes enroulements avec ton alim de PC mais une batterie de voiture est capable d'envoyer bien plus d'amperage et ne devrait elle pas faire fondre immédiatement le bobinage ce qui n'arrive pas ?

 

[FB29]

Je vais me contenter de brancher en direct sur l'alim et si jamais un jour elle crame et bien j'en trouverais une autre

J'en aurais fait autant !!!

Concernant le bourdonnement

Le bourdonnement se produit uniquement en courant alternatif ... sur le réseau secteur 50 Hz le courant change de sens 100 fois par seconde ... le courant est nul puis augmente progressivement jusqu'au maximum puis diminue progressivement, et sans attendre s'inverse pour repartir au maximum dans l'autre sens ... L'aimantation suit donc le même cycle. Ces variations d'aimantation créent le bourdonnement en faisant vibrer les pièces soumises à l'aimantation.

Il vaut donc mieux utiliser une source de courant continu qui offrira une aimantation constante.

une batterie de voiture est capable d'envoyer bien plus d'ampèrage et ne devrait elle pas faire fondre immédiatement le bobinage ce qui n'arrive pas

Il faut voir les choses dans le sens inverse, en partant de la source d'alimentation. Cette source a une certaine tension, mettons 12V pour une batterie de voiture. Ce n'est pas elle qui force le courant, c'est la charge qui en accepte plus ou moins en fonction de sa résistance, selon la loi I=U/R, U étant la tension en Volts, I étant l'intensité en Ampères, et R la résistance en Ohms.

Autrement dit, pour une source donnée, c'est la résistance du circuit qui fera qu'il passera plus ou moins de courant ... jusqu'au maximum de ce que la source peut fournir.

Dans tons cas la résistance est fixée, c'est la résistance des bobines en série. Le courant ne dépendra donc que de la tension de la source que tu vas brancher. A condition que la source puisse fournir le courant demandé par la résistance bien sûr.

On parle de source car on peut faire une analogie avec des systèmes hydrauliques. Prenons un barrage. La tension est la hauteur de ce barrage. En haut du barrage il y a une grosse vanne qui permet de brancher un tuyau qui va jusqu'en bas du barrage. Ce tuyau c'est le fil des bobines qui offre une certaine résistance.
On voit de suite que le débit ne dépend que du tuyau. Plus on augmente son diamètre, plus sa résistance diminue et plus il peut couler d'eau dedans. Peu importe que le barrage puisse fournir des millions de M3, il ne passera dans le tuyau que ce que son diamètre peut accepter.
Si on veut faire passer plus d'eau dans un même tuyau il faut augmenter la hauteur du barrage (la tension).
Pour une hauteur de barrage donnée, plus on augmente le diamètre du tuyau, plus il passe d'eau (de courant) dedans. Mais quand son diamètre atteint celui de la vanne, c'est cette dernière qui limite le débit ... on a alors atteint la limite de débit (courant) que le barrage peut fournir.

Pour en revenir à la batterie, sa tension est relativement faible, 12 V, mais la résistance est faible aussi. Si elle fait 1 ohm par exemple, il circulera 12 A dans les bobines. Si elle fait moins il circulera plus de courant. Ce n'est pas facile de prédire quel sera le courant sans connaître ou calculer la résistance du fil. Pour faire une estimation il faudrait connaître le diamètre du fil et sa longueur.

Sans moyens de mesure, faire un essai rapide en mettant toutes les bobines en série. Par précaution tu peux aussi rajouter en série une lampe à incandescence de phare de voiture qui fait autour de 50 W ce qui limitera le courant à environ 4 Ampères.

 

[OJN]

Le bourdonnement se produit uniquement en courant alternatif

Mais j'alimente en continu 12V à partir certes d'une source en 220V alternative donc normal pour toi ce bourdonnement ?

Nickel pour l'analogie que je connaissais certes mais qui m'a fait comprendre quelque chose à quoi je n'avais jamais pensé n'y réfléchi. L'ampérage ne peut pas être supérieur à la tension à cause de la loi d'Ohm.

Bon je vais faire quelques tests je reviens vers vous après en espérant avoir encore une alim en vie

 

[FB29]

Mais j'alimente en continu 12V à partir certes d'une source en 220V alternative donc normal pour toi ce bourdonnement

C'est quoi ton alimentation déjà ? C'est elle qui bourdonne ? Si c'est le cas c'est qu'elle fournit plus de courant ... courant continu en sortie mais courant alternatif à l'intérieur qui en augmentant fait vibrer les parties magnétiques du transfo interne qui doit être sur secteur en 50 Hz. Avec une alimentation de PC qui transforme d'abord le secteur en courant continu puis le hache à une fréquence inaudible tu n'entendrais pas ce bourdonnement.

 

[OJN]

Bon alors je viens de monter 2 enroulements sur un seul noyau et j'ai fais des tests. Voici les observations effectuées :

Tout d'abord, le bourdonnement intervient des la mise en route de l'alimentation qu'il y ai une pièce aimantée ou pas, cela ne change pas l'intensité du bourdonnement. Il disparaît si l'alimentation tourne "à vide" sans brancher un enroulement dessus.

Ensuite voilà les caractéristiques de cette vieille alim :

Et voici ses connecteurs :

J'ai donc bien après test 12V entre le jaune et le noir (censé donner 13A max, il me semblait que c'était 8A mea culpa) et j'ai bien 5V entre le rouge et le noir (censé donner 25A).

Premier test : branchement d'un seul enroulement sur 12V, test de l'aimantation puis test avec le 5V censé donner plus d'amperage max. Résultat : le 12V aimante bien plus malgré le fait qu'il fournisse moins d'amperage maxi...premier constat l'aimantation ne dépend pas uniquement que du nombre de spires et du courant traversé ou alors mon alim déconne.

Deuxième test : alimentation des 2 enroulements en 12V à partir de 2 connecteurs partant des mêmes câbles en sortie d'alimentation (voir photo). Résultat : grosse aimantation probablement au double d'un seul enroulement, impossible pour moi de soulever la pièce aimantée seulement de la translater très légèrement. A noter qu'au début je n'avais aucune aimantation mais l'inversion de polarité a palié à ce problème, mes 2 champs magnétiques s'opposaient au début....

Dernier test : les 2 enroulements branchés sur 2 câbles 12V provenant d'une sortie différente de l'alimentation. Résultat : aucune différence avec le test ci dessus.

Ce qui m'étonne est le fait que l'aimantation soit au moins le double en 12V/13A que en 5V/25A comme si elle était liée uniquement au voltage et pas au courant (le nombre de spires étant identique dans les 2 enroulements)...

 

[MRG-NK]

Bonjour, la résistance de la bobine 1.6 Ohm... Soit 12V intensité : 12/1.6 = 7,5A l'alim peut fournir 13A, elle fera.... si on avait pris une sortie d'alim 12V 1A ; l'alim aurait donné 1A, sous tension dérisoire
Avec 2 bobines : résistance totale 3.2 Ohm courant 3.75A
Mais 2 fois plus de spires; l'alimentation est proportionnelle au carré du nombre de spires
Donc ca aimante 2 fois mieux.

Sur le 5V le courant : 5 / 1.6 = 3.125 A : peu importe si l'alim peut fournir 25A. Par analogie, tu as un gros robinet qui permet un gros débit, mais il est presque fermé.

Le courant dépend aussi de la résistance interne du générateur.
Si tu prends une pile miniature 12V résistance interne 118;4 Ohm ; avec ta bobine ; total 120 Ohm
courant débité : 12/ 120 soit 0.1A

L'alim du PC a une résistance interne faible, mais son système de régulation bloque le courant à environ 13A pour le 12V
Une batterie de voiture a aussi une résistance interne faible, elle donne environ 100A au démarrage (ancienne voiture) maintenant, c'est moins.
Si on met 3 démarreurs... pour pourrait avoir 3 fois 50A et en court circuit... 12V et 0.01 Ohm 1200A
En réalité, ca serait moins : les bulles de gaz vont faie isolant, réduisant la surface de contact.... augmentant la résistance ; plus l'effet de polarisation chimique + la résistance du fil électrique qui fait le court circuit.... mais assez pour faire éclater la batterie

NOTA : j'avais indiqué ok pour du fer blanc.... mais , j'ajout KO avec de l acier.
En effet la plaque acier risque de rester aimantée.... un certain temps, comme le canon de Fernand Raynaud
Une solution : attendre quelques minutes, quelques heures....
Ou, alimenter la bobine avec une tension inverse faible : on va désimanter la pièce en acier
Si on a mis une diode roue libre, la tension inverse à mettre devra être environ, moins de 0.6V, Sinon, on aurait un courant élevé dans la diode.
On pourra inverser l'alim, et mettre une résistance en série pour limiter le courant

On pourra mettre 3 diodes, qui supporteront le courant inverse : prendre diode 3A ou plus si lampe 21W
Diodes au moins 200V. Avec 3 diodes, la tension inverse est environ 2V.

On peut aussi mettre une autre bobine, fin fil, bobinage en inverse.
et on alimente uniquement cet enroulement en mode lacher la pièce.

En principe, en forçant un peu, même avec une aimantation résiduelle, on arrive à ses fins.
En revanche si on aune tole fine, on risque de la tordre.

 

[OJN]

Sur le 5V le courant : 5 / 1.6 = 3.125 A : peu importe si l'alim peut fournir 25A. Par analogie, tu as un gros robinet qui permet un gros débit, mais il est presque fermé.

Nickel merci c'est clair. Juste une dernière petite interrogation, si je branche en // sur le 5V 10 bobinages avec une résistance de 1.6 ohms ils auront chacun non pas 3.125A mais 2.5A ?

 

[MRG-NK]

....Ca dépend : les 10 bobines en série, on aura 10 fois 1,6 soit 16 Ohm courant trop faible
Si toutes les bobines sont sous 5V donc en // on aura en théorie 10 fois 3A.

Si l'alim a sa régulation sur le 12V ....il sera peu perturbé on pourrait avoir 31.25A
Si l'alim a sa régulation sur le 5V on aura environ 25A, mais l''alim ne sera pas stable : à 25A, elle se coupe, elle redémarre...
Le courant sera à peu près 2.5A : les bobines n'était pas rigoureusement identiques. donc 2.4 pour l une 2.6 pour une autre

J'ai l impression que ton alim vérifie la tension : 5V en sortie, mais ne vérifie pas qu'on délivre un courant mini, en effet elle accepte pas de débit sur le 5V ou le 12V
Ou alors, elle vérifie qu'au primaire on consomme un peu, modèle d'alim plutot rare

 

[OJN]

Ou alors, elle vérifie qu'au primaire on consomme un peu, modèle d'alim plutot rare

C'est une alim tout ce qu'il y a de plus basique des années 2000-2005 je dirais.

J'ai fais un test de montée en température. Les 2 enroulements branchés ça commence a être vraiment dur de laisser la main dessus après 5 minutes non stop d'alimentation. Ils sont clairement loin de fondre mais tout de même il me semble assez inenvisageable de les utiliser plus de 5 minutes sans attendre au moins 10 minutes après. En effet même 45 minutes après ils sont encore un tout petit peu chauds et coulés dans la résine cela ne va pas arranger la dissipation thermique (à priori).

 

[MRG-NK]

complément
Montage 2 bobines : si bobines en série, résistance double, courant divisé par 2 mais 2 fois plus de spires, aimantation doublée.
Application : une tension forte, par exemple 10V je dis bien dix

Montage // on double le courant
En clair, sous 5V ce montage est équivalent au montage série sous 10V....
Si on alimente sous 10V en // le courant va encore doubler : la puissance absorbée multipliée par 4 : P= UI

 

[MRG-NK]

J'ai fais un test de montée en température. Les 2 enroulements branchés ça commence a être vraiment dur de laisser la main dessus après 5 minutes non stop d'alimentation.

Les électromants des casses : ceux qui soulèvent les voitures, ont des bobines qui prennent 20A par mm²....mais pendant un temps très court. quand ça colle, on réduit à 3A/mm²
Dans le cas présent, on pose la tôle, on n'a pas besoin d'attirer un objet lointain.
Voir ce qui se passe si on alimente le secondaire petit fil : énormément de spires donc beaucoup d'Ampère-Tour Mais il faudra une alim tension plus forte
Si bobine 1 000 Ohm courant 50mA il faut 50V U = R * I ; je n ai pas mesuré le secondaire....
Dans cet exemple, la puissance est faible : 50 * 50mA soit 2, 5W sous 5V 3A on a 15W

 

[OJN]

Montage 2 bobines : si bobines en série, résistance double, courant divisé par 2 mais 2 fois plus de spires, aimantation doublée.

Es tu sur ?

D'après wikipédia : "La force mécanique d'attraction de l'électroaimant est proportionnelle au carré du produit du courant par le nombre de spires."

Donc si 2 fois moins de courant et 2 fois plus de spires, ça revient au même non ?

 

[MRG-NK]

Le flux : PHI = L * I I intensité L= inductance L= µ° * µr * N² * S / L N nombre de spires
µ° = 4 * Pi 10^-7 µr : perméabilité du matériau : 1000 pour une bonne ferraille moins de 1 pour du cuivre
S la section de la bobine L sa longueur
Pour un transfo non coupé, donc longueur c'est la hauteur du E : partie centrale : pareil pour 1 ou 2 bobines
La section : celle du noyau central ou la somme des deux "ailes".... dans la pratique, il faut aussi tenir compte du I qui ferme le circuit, de l'entrefer
Ce que j'avais écrit est vrai pour ce transfo : non coupé avec 1 ou 2 bobines
Il est évident que si on double le nombre de spires, il faut 2 fois plus de place, donc 2 fois plus de longueur..... mais, le transfo avec son E à moitié vide, ou totalement rempli, cela ne change rien : on voit la même longueur
Il est évident que on change les caractéristiques, il faut reconsidérer la situation

Oui la force dépend du nombre de spires, du courant : voir mon post avec les "Ampère-Tours"
avec le propos si on utilise la bobine du secondaire, bobine 5000V du transfo

 

[higgins1]

@OJN ou en es tu de ton projet ?

j ai commencé à rassembler le matériel pour en fabriquer un.

 

[OJN]

Salut, pour l'instant c'est vrai c'est un peu mis de côté (trop de projets en parallèle comme souvent). En l'état pourtant il ne me reste pas grand chose à faire, juste à usiner les surfaces pour les rendre planes et de hauteurs égales (j'ai 2 étaux).

J'ai donc réfléchi à un système pour faire cela sans fraiseuse, rectifieuse ou autre et j'ai finalement trouvé un système qui a l'air de fonctionner plutôt pas mal. Comme je dispose de meuleuses (oui quand même) et d'une presse hydraulique avec vérin dirigé vers le bas, je me suis construis un système avec de la ferraille de récup qui se visse dans les trous de fixation des poignées de la meuleuse avec un plat en acier au dessus de la tête de la meuleuse qui lui est percé au diamètre de la vis du vérin. Je sors la vis du vérin, je passe mon installation, je remets la vis qui comprime et maintient mon système ainsi que la meuleuse en "lévitation" et j'ai plus qu'à faire passer l'étau entre la meuleuse et un bout d'IPN 200*200 bien plan pour surfacer. L'intérêt est que je peux descendre très progressivement la meuleuse avec le vérin ensuite pour surfacer. Voilà j'espère que quelqu'un m'a suivi

 

[higgins1]

j ai préparé des corniere de 40 mm pour faire le cadre mai ca fera que 8 mm d epaisseur de resine , je me demande si ca risque pas de fissurer ou casser ?
je connais pas du tout l epoxy !

 

[francis10]

la resine epoxy doit etre melangé tres precisement (voir sur les emballage le dosage) et en y ajoutant une charge , par ex fibrette ou floc de coton ca peut renforcer grandement le melange , a essayer , moi je m'en servais beaucoup en aeromodelisme et pas dans des volumes aussi important .

 

[higgins1]

ok merci
donc une epaisseur de 7/8 mm c est jouable ?

 

[francis10]

pour moi avec une charge fibrette c'est jouable , a voir avec des plus habitué a ces gros volume d'epoxy .
Et en chauffant le melange on peu augmenter la resistance a la chaleur ensuite . Je me rappelle qu'on faisait des clé d'ailes en carbone et on les etuvais vers les 60° une paire d'heure (pendant la polymerisation)

 

[higgins1]

je pensais faire 2 coulées pour eviter l effet de masse
c est une charge fibrette ?
je pense ouvrir une discussion dans le forum materiaux

 

[OJN]

Bonjour. J'utilise des sachets de résine destinés initialement à remplir des boîtes de dérivation électrique enterrées pour les protéger de l'humidité. J'ai acheté environ 6l en sachets à un gars pour 15€ de mémoire...

Une fois le sachet ouvert, on trouve les 2 composants liquides séparés par une séparation thermo soudée que l'on déchire en tirant dessus. Les 2 composants rentrent en contact et on les mélange 2 minutes en malaxant le sachet plastique puis on coupe un coin du sachet et il y a plus qu'à verser (consistance quasiment de l'eau).

 

[francis10]

c est une charge fibrette ?

oui , c'est de la fibre de verre coupé tres fin , on trouve facilement dans les magasins de modelisme ou certainement ailleurs .
L'epoxy ne monte pas en temperature comme le ferai la polyestere , avec celle là faut faire gaffe .

 

[Rom']

Bien sûr que si l'emballement thermique peut avoir lieu avec un epoxy !!

Pour t'éviter tout pleins de petits désagréments, si tu n'a encore rien acheté, prends de l'époxy de coulée prise lente.

Il faut être soigneux avec l'étanchéité de ton moule, un trou d'épingle et tout ton mélange se barre.

Tu peux effectivement charger un peu en fibre coupée par exemple oui