Citroën BX électrique de JF Mirabella: infos et brevet

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par Forhorse » 09/04/11, 14:21

nlc a écrit :Personne n'a dit ça !
La valeur efficace d'un signal carré de rapport cyclique 50% compris entre 0 et Vbat c'est Vbat/racine(2).


Pas directement, mais si tu relis ce que tu as écris au dessus, tu y verras écris que P=0.5W parce que U*I= 1*0.5=0.5
Pour trouver tes 0.5W tu pars bien du courant moyen alors que c'est doublement faux.
déjà U efficace ne vaut pas 1, et on n'utilise pas les valeurs moyenne pour calculer une puissance.

La relation exacte entre courant efficasse et rapport cyclique je l'ai donné ci dessus :
Ieff = Imax * racine(rapport cyclique)
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nlc
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par nlc » 09/04/11, 22:24

Bon je commence vraiment à me lasser de ce petit jeu :frown:
Et ça doit commencer à lasser tout le monde aussi :!:

Forhorse a écrit :Pas directement, mais si tu relis ce que tu as écris au dessus, tu y verras écris que P=0.5W parce que U*I= 1*0.5=0.5
Pour trouver tes 0.5W tu pars bien du courant moyen alors que c'est doublement faux.


Dans ma démonstration je voulais calculer de 2 façon différentes, d'un côté la puissance débitée par le générateur en amont du commutateur (donc tension continue et courant carré en fonction du rapport cyclique), et de l'autre la puissance absorbée par la charge résistive (aval du commutateur).

Forhorse a écrit :déjà U efficace ne vaut pas 1, et on n'utilise pas les valeurs moyenne pour calculer une puissance.


Ok, alors voyons. Exercice : calcule moi la puissance moyenne débitée par [b]un générateur[/] dont la sortie est une tension continue de 12V, et qui fournit un courant de forme carré entre 0 et 2A et de rapport cyclique 30%.
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par Forhorse » 10/04/11, 00:12

La puissance moyenne vaut 12x2x0.30=7,2W
Et alors ? je n'ai jamais contredis ça.

Moi ce que je voulais surtout soulevé c'est que l'exemple du moteur que tu nous sert depuis le début est partiellement faux.
Tu as un moteur qui absorbe une puissance P sous une tension U, si on lui applique cette tension U avec un rapport cyclique de 50%, on est d'accord que la puissance vaudra alors P/2, je n'ai jamais contredis ça.
Par contre tu affirmes que de ce fait, la tension au moteur vaudra U/2...
La tension moyenne OK, mais que représente concrètement la tension moyenne ? Rien... on s'en fout ! Ce qui compte c'est la tension efficace (idem pour le courant)
Parce que bon, pour rappel la valeur moyenne d'une tension alternatif vaut 0 volts, c'est pas une valeur qui est franchement utile dans un calcul de puissance.

Donc ton exemple du hacheur qui a 72V/10A en entrée et qui se retrouve avec 36V/20A en sortie avec un rapport cyclique de 50%, c'est juste si et seulement si on parle en valeur moyennes (aussi bien à l'entrée qu'a la sortie...), alors qu'en réalité, sauf spécification contraire on parle toujours en valeur efficaces, c'est a dire celle qui produisent la puissance.

Maintenant permet moi te te retourner ton exercices complété de nouvelles questions :
Pour ce générateur de courant carré d'intensité max 2A, de tension max 12V et de rapport cyclique de 30% donc, quel est la valeur de la tension efficace et du courant efficace vu par le récepteur ?

PS : moi ça ne me lasse pas, maintenant si ça ne t'intéresse pas de savoir pourquoi les autres ne sont pas d'accord avec toi et de te dire que, peut être, tu fais une erreur ou que ton discours manque de précision alors restons en là.
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par nlc » 10/04/11, 01:49

Forhorse a écrit :La puissance moyenne vaut 12x2x0.30=7,2W
Et alors ? je n'ai jamais contredis ça.


Le résultat est juste, mais puisque tu veux absolument utiliser des valeurs efficaces, pourquoi ici tu n'as pas fait le calcul avec la valeur efficace du courant ?

Et le terme 2x0.3 c'est l'équivalent de quoi finalement ? Le courant moyen, non ?


Forhorse a écrit :Moi ce que je voulais surtout soulevé c'est que l'exemple du moteur que tu nous sert depuis le début est partiellement faux.

Je crois qu'on va pas s'en sortir, c'est pas possible... :P
Qu'est ce qui serait faux !? Tous les chiffres que j'ai donné sont justes, y compris ceux que j'ai apporté en correction aux différents intervenants.

Forhorse a écrit :Tu as un moteur qui absorbe une puissance P sous une tension U, si on lui applique cette tension U avec un rapport cyclique de 50%, on est d'accord que la puissance vaudra alors P/2, je n'ai jamais contredis ça.
Par contre tu affirmes que de ce fait, la tension au moteur vaudra U/2...
La tension moyenne OK, mais que représente concrètement la tension moyenne ? Rien... on s'en fout ! Ce qui compte c'est la tension efficace (idem pour le courant)


Ok là tu reviens sur le hacheur + moteur. Dans ce cas, sur le moteur, ce n'est plus la tension qui est continue (comme l'exercice du générateur), mais le courant (enfin légèrement ondulé). Et la tension est hachée. Donc courant continu et tension hachée entre 0 et Ubat par le rapport cyclique. Le calcul de la puissance absorbée par le moteur se fait donc de manière similaire à mon exercice ci dessus (dont tu as toi même indiqué la formule) : c'est Ubat x Imot x rapport cyclique.
Et le terme Ubat x rapport cyclique n'est autre que l'équivalent de la tension moyenne. Le courant moteur étant lui continu, je le rappelle.

Forhorse a écrit :Parce que bon, pour rappel la valeur moyenne d'une tension alternatif vaut 0 volts, c'est pas une valeur qui est franchement utile dans un calcul de puissance.


Je relève pas l'ironie '8)'

Forhorse a écrit :Donc ton exemple du hacheur qui a 72V/10A en entrée et qui se retrouve avec 36V/20A en sortie avec un rapport cyclique de 50%, c'est juste si et seulement si on parle en valeur moyennes (aussi bien à l'entrée qu'a la sortie...), alors qu'en réalité, sauf spécification contraire on parle toujours en
valeur efficaces, c'est a dire celle qui produisent la puissance.

Tu trouves pas qu'il y a un paradoxe dans ce que tu dis ?

Reprenons (donc hacheur avec un moteur comme charge !!) : côté batterie (en amont du commutateur) on a une tension continue (72V) mais un courant haché entre 0 et Imax (20A). Tu as très justement trouvé plus haut que la puissance moyenne c'est donc Vbat x Imax x rapport cyclique (avec donc le terme Imax x rapport cyclique qui représente bien au final la valeur moyenne du courant). Avec 50% de rapport cyclique, la puissance vaut donc 72*20*0.5 = 720W.

Et sur le moteur (en aval du commutateur), c'est l'inverse, on a un courant continu (légèrement ondulé), qui vaut 20A, et la tension 72V hachée. Le calcul de la puissance se fait de même manière, c'est Imot (qui est maintenant continu) x Vbat x rapport cyclique, donc 20A x 72V x 0.5, soit 720W aussi...
Le terme Vbat x rapport cyclique est cette fois l'équivalent de la tension moyenne.

Forhorse a écrit :Maintenant permet moi te te retourner ton exercices complété de nouvelles questions :
Pour ce générateur de courant carré d'intensité max 2A, de tension max 12V et de rapport cyclique de 30% donc, quel est la valeur de la tension efficace et du courant efficace vu par le récepteur ?


T'as pas précisé le type de charge, inductive ou résistive ! C'est de là je pense que vient ton blocage sur ces tensions/courants efficaces. Car ce générateur que tu reprends (tension fixe 12V et courant carré de 2A avec rapport cyclique de 30%), fera que du côté de la charge on n'aura pas du tout les mêmes signaux en fonction du type de charge !

Sur la charge résistive, quand le courant géné est à 0, ça signifie que la tension aux bornes de la résistance est aussi de 0. Donc sur la charge résistive tu as à la fois la tension qui varie entre 0V et 12V, mais aussi le courant qui varie entre 0 et 2A. Dans ce cas pour calculer la puissance moyenne absorbée, soit on calcule Pmax (quand le commutateur est passant, donc 12V*2A=24W) et on multiplie par le rapport cyclique (30%), soit 7.2W. Par contre si tu veux calculer la puissance moyenne en utilisant directement U et I, là oui il te faut impérativement utiliser les valeurs efficaces de U et I !

Sur une charge inductive c'est différent, puisque le courant est continu (légèrement ondulé) dans la charge, et seule la tension est hachée !
Donc avec le même exemple, si on a tension continu en entrée de 12V, et des carrés de courant de 2A pendant 30% du temps, ça signifie que côté moteur, derrière le hacheur donc, on a un courant continu de 2A et une tension hachée entre 0 et 12V rapport cyclique 30%.
La puissance absorbée par le moteur est donc 2A x 12V x 0.3, soit bien 7.2W. Et le terme 12V x 0.3 représente bien la tension moyenne sur le moteur....

Forhorse a écrit :PS : moi ça ne me lasse pas, maintenant si ça ne t'intéresse pas de savoir pourquoi les autres ne sont pas d'accord avec toi et de te dire que, peut être, tu fais une erreur ou que ton discours manque de précision alors restons en là.


Ce qui me lasse c'est pas le fond c'est la forme. C'est la façon dont tu me fais remarquer mes potentielles erreurs, et l'impression que j'ai que tu veux absolument me piéger en pinaillant sur des détails !? Alors qu'au départ tu me contredisait en ayant tord. Mais bon bref, c'est pas bien grave !

Mais je crois que j'ai compris où ça coince pour ton blocage sur les valeurs efficaces. Quand on calcule une puissance, il s'agit toujours d'une puissance moyenne, donc quand un des 2 termes U ou I est continu, pour obtenir une puissance moyenne en résultat il faut bien la valeur moyenne de l'autre terme.

Là j'avoue que je sais pas quoi expliquer de plus, le mieux serait que tu fasses un hacheur et fasse tes propres mesures, pour bien comprendre ce qu'il se passe :?:
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Arnaud M
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par Arnaud M » 10/04/11, 09:57

Pour nlc :
La tension se propage bien, on le voit pour les communications où on mesure les variations de tension à distance, sur un fil qui traverse la sibérie donc log de 10 000 kms l'instant entre l'émission du message et la réception est décalée de quelques millisecondes (j'ai lu ça dans Michel Strogoff de Jules Vernes il y a très longtemps). tu prends un fil que tu connecte à une batterie, la tension le long du fil se propage à une vitesse finie, c'est à dire que dans le train d'électrons (c'est une bonne image, je la retiendrais, en fait tous les wagons du train sont soumis à la même force électromotrice ou tension, du coup ils se comportent comme s'ils étaient attachés les uns aux autres) celui en tête ne va pas bouger instantanément avec le dernier (car le dernier est déjà soumis à la fem que la fem n'est pas encore arrivé au premier, ce n'est pas un train indéformable), mais à nos échelles on peut considérer que l'effet est instantané...). Cela n'est valable que dans les microsecondes de changement de tension pour un fil non inductif, ensuite on tombe dans le régime permanent).
Mais bon là on pinaille.

Pour les électrons j'ai vu dans le bouquin d'électrotechnique de Wilby et sibille? (je retiens jamais le nom) qu'en effet les électrons avancent de 5 cm par heure. Ca semble assez hallucinant comme donnée mais bon tu confirmes cet ordre de grandeur.


merci pour la confirmation du hacheur sur le fait qu'il fournit bien ce que demande la charge, je ne vais pas t'embêter plus!
J'espère juste qu'il ne te faut pas passer autant de temps en explications à chaque fois que tu écris 3 phrases...
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par Forhorse » 10/04/11, 14:19

nlc a écrit :
Reprenons (donc hacheur avec un moteur comme charge !!) : côté batterie (en amont du commutateur) on a une tension continue (72V) mais un courant haché entre 0 et Imax (20A). Tu as très justement trouvé plus haut que la puissance moyenne c'est donc Vbat x Imax x rapport cyclique (avec donc le terme Imax x rapport cyclique qui représente bien au final la valeur moyenne du courant). Avec 50% de rapport cyclique, la puissance vaut donc 72*20*0.5 = 720W.


Et sur le moteur (en aval du commutateur), c'est l'inverse, on a un courant continu (légèrement ondulé), qui vaut 20A, et la tension 72V hachée. Le calcul de la puissance se fait de même manière, c'est Imot (qui est maintenant continu) x Vbat x rapport cyclique, donc 20A x 72V x 0.5, soit 720W aussi...
Le terme Vbat x rapport cyclique est cette fois l'équivalent de la tension moyenne.



Là je suis d'accord. Cette fois tu précises bien la forme du courant et/ou de la tension et comment tu obtiens tous les chiffres et du coup je comprend beaucoup mieux.


nlc a écrit :
T'as pas précisé le type de charge, inductive ou résistive ! C'est de là je pense que vient ton blocage sur ces tensions/courants efficaces. Car ce générateur que tu reprends (tension fixe 12V et courant carré de 2A avec rapport cyclique de 30%), fera que du côté de la charge on n'aura pas du tout les mêmes signaux en fonction du type de charge !

Sur la charge résistive, quand le courant géné est à 0, ça signifie que la tension aux bornes de la résistance est aussi de 0. Donc sur la charge résistive tu as à la fois la tension qui varie entre 0V et 12V, mais aussi le courant qui varie entre 0 et 2A. Dans ce cas pour calculer la puissance moyenne absorbée, soit on calcule Pmax (quand le commutateur est passant, donc 12V*2A=24W) et on multiplie par le rapport cyclique (30%), soit 7.2W. Par contre si tu veux calculer la puissance moyenne en utilisant directement U et I, là oui il te faut impérativement utiliser les valeurs efficaces de U et I !



Mais on est d'accord, que quelque soit la nature de la charge, si on prend les valeurs efficace de U et de I, on peut toujours écrire que Pmoy = U x I
Voilà pourquoi ça me choque beaucoup moins en exprimant les valeurs efficace plutôt que des moyennes (surtout quand il n'est pas spécifiquement explicité que c'est des moyennes)
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par dedeleco » 10/04/11, 14:28

les électrons avancent de 5 cm par heure

n'est pas exact et même faux, car il faut définir clairement ce que on appelle vitesse.
par exemple dans l'air ou les gaz immobiles, les molécules se déplacent très vite à environ dans la gamme du 1000m/s dans tous les sens mais l'air est immobile cependant et peut s'écouler macroscopiquement à 1cm/S.

Dans les métaux, les électrons individuels bien plus légers se déplacent bien plus vite : le million de m/s à cause de l'énergie de Fermi du au fait qu'il est impossible de mettre 2 électrons dans le même état quantique :
http://www.ocf.berkeley.edu/~adriand/cl ... 112/27.pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/Fermi_energy
http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89lectron
http://en.wikipedia.org/wiki/Classical_ ... nductivity
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hb ... fermi.html

Mais l'ensemble des électrons est immobile, sinon le métal perdrait ses électrons.

Il y a donc la vitesse d'écoulement macroscopique globale qui elle est lente :
http://en.wikipedia.org/wiki/Drift_velocity
est proportionnelle au champ électrique appliqué et elle est très lente (moins du cm/s) vu la très grande densité d'électrons dans les métaux par rapport aux courants usuels.
Dans les semiconducteurs elle est bien plus rapide, car avec bien moins d'électrons libres.

Enfin les signaux électromagnétiques sur de longues distances dans les métaux se déplacent à la fois dans le métal et dans l'air autour à des vitesses approchant celle de la lumière, mais les électrons ne font que rester sur place, dérangés un peu par cette onde qui sert en radio, téléphones et télévision.

Ainsi il faut bien préciser de quelle vitesse on parle sinon cela n'a pas de sens et fait bondir d'absurdité.

Tout cela est H.S.
Et je ne vois pas pourquoi vous vous excitez sur des bases aussi élémentaires, il suffit d'être précis dans la définition des mots.

Les effets inductifs et de force contre électromotrice sont des effets d'inertie qui conservent l'énergie, très vérifiés des milliards de fois pas seconde avec les téléphones portables et donc il est impossible de faire croire à des surénergie bizarres sur ce type de phénomène !!
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par nlc » 11/04/11, 00:15

Arnaud M a écrit :Pour nlc :
La tension se propage bien, on le voit pour les communications où on mesure les variations de tension à distance,


Ce que je voulais dire, c'est en fait que le courant est provoqué par un phénomène réel de déplacement (les électrons), alors que la tension c'est une différence de potentiel, et qu'une tension sans courant ne permet pas d'obtenir de la puissance électrique.
Pas évident de mettre les bons mots sur des phénomènes électriques !!

Ceci dit, pour les variations de tension à distance de ton exemple, faut pas oublier tout de même que l'instrument qui fait la mesure à l'autre bout n'a pas une impédance d'entrée infinie, et qu'il y a aussi une circulation de courant, aussi infime soit-t-il. On pourrait alors se demander si la tension vue par le récepteur n'est pas uniquement due à la circulation de ce courant infime dans l'impédance très élevée de l'entrée (U = RxI) !! :lol:
Joli petit délire paradoxal, ca signifierait qu'on lit 12V quand on mesure au voltmetre une batterie, uniquement car on tire un peu de courant dessus dans l'impédance d'entrée du multimètre :lol:
Si l'impédance du multimètre était réellement infinie (aucune circulation de courant), combien il afficherait !??? :lol:

Arnaud M a écrit :Mais bon là on pinaille.

Oui !! :lol:

Arnaud M a écrit :Pour les électrons j'ai vu dans le bouquin d'électrotechnique de Wilby et sibille? (je retiens jamais le nom) qu'en effet les électrons avancent de 5 cm par heure. Ca semble assez hallucinant comme donnée mais bon tu confirmes cet ordre de grandeur.


C'est encore plus lent que ce que je croyais me souvenir d'un très vieux cours de physique alors !!
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par nlc » 11/04/11, 00:21

dedeleco a écrit :Il y a donc la vitesse d'écoulement macroscopique globale qui elle est lente :
http://en.wikipedia.org/wiki/Drift_velocity
est proportionnelle au champ électrique appliqué et elle est très lente (moins du cm/s) vu la très grande densité d'électrons dans les métaux par rapport aux courants usuels.


C'est bien de cette vitesse là dont je parlais plus haut, mais je ne connaissais pas son nom technique, à savoir on met un traceur sur un électron et on regarde à quelle vitesse il va.
D'après ton lien, par exemple pour 3A dans un fil de cuivre de 1mm de diamètre, la vitesse est de 0.28mm par seconde, c'est encore plus lent que ce que je pensais !!
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par dedeleco » 11/04/11, 01:15

Ce n'est pas la vitesse d'un électron qui est faible.
Chaque électron libre va à quelques 1000Km/s dans un métal dans toutes les directions de façon identique (à part la structure de bandes) de sorte que le courant total est nul.
Mai sous champ électrique ordinaire l'ensemble de tous ces électrons se déplace très lentement sous ce champ électrique.
En effet la densité des électrons est énorme (10^19/cm3) et le champ électrique vu par ces électrons au niveau atomique sur une distance atomique est aussi énorme (1Volt/ nanomètre) et donc les champs électriques et courants usuels sont négligeables en comparaison de ceux au niveau atomique,
http://fr.wikipedia.org/wiki/Mod%C3%A8le_de_Drude
comme la vitesse de l'air et du vent est faible par rapport à la vitesse de chaque molécule d'air (Km/s) :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Mobilit%C3 ... %A9lectron
http://fr.wikipedia.org/wiki/Mobilit%C3 ... %A9lectron
http://en.wikipedia.org/wiki/Electron_mobility
modéle de base de la conductivité des métaux:
http://en.wikipedia.org/wiki/Drift_velocity
http://en.wikipedia.org/wiki/Drude_model
http://en.wikipedia.org/wiki/Free_electron_model
http://en.wikipedia.org/wiki/Fermi-Dirac_statistics
http://fr.wikipedia.org/wiki/Statistique_de_Fermi-Dirac
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