Four à induction : Incroyables Expériences [81] Chauffage par induction / Induction heater DIY
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• Voilà une expérience relativement simple à faire et vraiment impressionnante, le chauffage par induction ! En comprenant le fonctionnement des plaques chauffantes à induction on a imaginé un système certes, moins puissant, mais qui concentre une grosse quantité d'énergie sur une petite pièce de métal. On peut donc la chauffer à plus de 1 000°C ce qui est par exemple impossible avec un feu de bois même gigantesque ! "Bonne vidéo" et vive les sciences ;-)
• Remarques techniques et conclusions personnelles :
- Le circuit un est un ZVS (zero volt switching). Il présente l'avantage d'osciller automatiquement à partir d'un circuit LC (bobine, condensateur). Les transistors viennent chacun leur tour renflouer l'énergie perdue par le circuit LC à chaque demi-période. Lorsque un transistor est passant, l'autre est forcé de ne pas l'être. Les inductances permettent d'avoir un courant sans interruption durant la commutation, leur valeur exacte n'est pas très importante, pourvu qu'elle soit supérieure à quelques µH et inférieure a quelques mH.
- On voit généralement ce circuit avec une diode Zener 12V et une résistance entre les bornes Gate & Source du transistor MOSFET. La diode zener sert à empêcher d'avoir plus de 12V sur la Gate du transistor (5V suffisent), on peut s'en passer puisque ce qui pose le plus de problème est avant tout la tension de Drain. La résistance sert en cas de problème (pour que les transistors soient bloqués), on peut s'en passer naturellement.
- La bobine doit être constituée de façon à ce que les spires soient le plus proches les unes des autres pour obtenir la plus forte réactance possible en un minimum de place.
- Le circuit LC ne doit pas osciller à plus de 100KHz : à cause de l'effet de peau [...] et de la section que l'on utilise (2,5mm²), la "résistance apparente" de la bobine augmente de trop lorsque on dépasse 100KHz, on se retrouve alors en régime critique du circuit LC, l'alimentation risque de "couper" dès un faible courant (10 ampères au lieu de 18) à cause d'une surconsommation immédiate. On a donc une condition minimale sur la valeur du produit LxC. (les versions industrielles utilisent des tubes de cuivre pour palier l'effet de peau, c'est également l'occasion de faire circuler un fluide dedans pour les refroidir).
- Plus la capacité est grande, plus la consommation à vide augmente et donc plus le rendement est faible. Par contre, une grande capacité permet d'avoir un couplage plus élevé ce qui permet de faire chauffer plus aisément des petites masses qui ne remplissent qu'une faible partie de la bobine.
- Augmenter l'inductance permet les effets inverses d'augmenter la capacité, mais cela entraîne plus de contraintes. Contenu du fait que la bobine a forcément une certaine section et qu'il est difficile de minimiser l'espace entre deux spires, la bobine la plus efficace que l'on puisse réaliser a un diamètre proche de son épaisseur (une spire de plus et on augmente trop peu la réactance par rapport à la résistance que l'on ajoute).
- La variation de l'inductance lorsque l'on place un objet dedans entraîne une variation de consommation, la différence de consommation (à vide - en charge) permet d'obtenir une estimation du rendement "théorique" majorant (en dehors des pertes par effet joule dans le circuit, notamment la bobine). Dans notre cas 83%.
- Le cas idéal est proche celui que l'on présente avec la masse de 50g (couplage, fréquence, inductance, capacité, rendement).
• Crédits musicaux :
- Générique & conclusion : K@rteL69
- Introduction : Audionautix - Skinny Léonard
- Tests : Audionautix - Acoutic Blues
- Fonctionnement : Audionautix - Essence
- Bonus : YouTube - Garage
• Autres titres : Induction forge / circuit LC résonnant / induction heater / chauffer au rouge, au blanc / électromagnétisme et transmission d'énergie sans fil / Idée incroyable expérience TPE TIPE BAC S / vik95170 / expérience science Français / DIY."
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