L'art de recharger un appareil électrique à distance
Comment recharger un appareil électrique sans le brancher ?
De plus en plus, nous voyons des téléphones, voitures électriques… capables de se recharger sans être directement reliés à une prise électrique.
Ces nouveaux systèmes fonctionnent sur le principe physique de l'induction, c'est-à-dire les phénomènes liant circuit électrique et les champs magnétiques.
Lorsqu'on place une intensité II dans un solénoïde(1) on va former un champ magnétique.
Or si on place un circuit électrique (sans intensité) dans un champ magnétique, le circuit va créer une intensité de manière à créer un champ magnétique s'opposant au premier : c'est l'induction (comme pour les plaques de cuisine).
On peut donc modéliser le circuit par un circuit contenant un générateur de force électromotrice : E=−dϕdtE=−dϕdt avec ∬B∙dS∬B∙dS où BB est le champ magnétique.
Donc en plaçant deux circuits avec chacun un solénoïde et en branchant un des deux sur un générateur tout en plaçant les deux bobines l'une en face de l'autre on peut créer une intensité dans la deuxième. Si le deuxième circuit est notre appareil électrique, on peut le recharger sans le brancher par un fil – à distance !
Les deux circuits sont couplés par une mutuelle MM. L'intérêt d'avoir un solénoïde dans le deuxième circuit est qu'il augmente la surface SS.
Si on note i1i1 l'intensité dans le premier circuit de résistance R1R1 et i2i2 dans le deuxième de résistance R2R2 on a les équations :
E=R1i1+L1di1dt+Mdi2dtE=R1i1+L1di1dt+Mdi2dt
0=R2i2+L2di2dt+Mdi1dt0=R2i2+L2di2dt+Mdi1dt
C'est la loi des mailles appliquée aux deux circuits.
Et voilà comment charger à distance !
- (1) ↑ Bobine de longueur LL et de rayon RR tels que LL soit très supérieur à RR.