Circuit AC 3D — Simulateur Multi-Branches

Générateur — manivelle électromagnétique

Manivelle300 tr/min

Champ B1.20 T

Spires N8

Aire bobine A0.040 m²

La rotation de la bobine dans le champ magnétique induit une f.é.m. e(t) = N·B·A·ω·sin(ωt) — loi de Faraday.

Vm induite (calc.) — V

f électrique (calc.) — Hz

Topologie du circuit

Boucle unique : du générateur, un fil part vers la gauche et descend (interrupteur), traverse les récepteurs en bas, puis remonte à droite et revient au générateur.

Interrupteur (cliquable en 3D)

Représentation 3D (L / C)

Lignes de champ magnétique (bobines + aimants du générateur)

Les lignes vont du pôle Nord (rouge) au pôle Sud (bleu). Sur les bobines du circuit (courant alternatif), les pôles s'inversent à chaque demi-alternance — regardez les flèches et les billes colorées changer de sens en rythme avec i(t). Sur l'aimant permanent du générateur, le champ ne s'inverse jamais : il va toujours du pôle Nord (rouge) tourné vers l'entrefer, vers le pôle Sud (bleu) tourné vers l'entrefer, en traversant l'espace où tourne la bobine. Chaque barreau aimanté porte ses deux pôles (N et S) : seule la face intérieure participe au champ utile, l'autre pôle reste visible à l'arrière, car un pôle magnétique n'existe jamais seul.

Angle θ entre le champ B et la bobine du générateur

Affiche, au centre du rotor, l'angle θ = ωt entre la direction du champ magnétique (pôle Nord → pôle Sud) et la normale de la bobine qui tourne avec la manivelle. C'est exactement cet angle qui pilote le flux Φ = N·B·A·cos(θ) et donc le courant induit i(t) = Im·sin(θ) — l'angle passe par 90°, 180°, 270°… et l'on retrouve visuellement pourquoi i(t) s'écrit en sin(ωt) ou en cos(ωt) selon l'instant choisi comme origine des temps.

Cochez 1, 2 ou 3 récepteurs à votre guise : le circuit et la géométrie 3D s'adaptent automatiquement.

Récepteur R Actif

R100 Ω

Récepteur L Actif

L200 mH

Récepteur C Actif

C50 µF

f₀ résonance (R, L, C) 50.3 Hz

Diagramme de Fresnel (phaseurs)

Branche	\|I\| eff.	Phase φ	P moy.

t = 0.000 s

Vitesse0.40×

Production du courant : tourner la manivelle entraîne la bobine (N spires, aire A) en rotation entre les pôles N et S d'un aimant. Le flux magnétique à travers la bobine varie, ce qui induit une f.é.m. e(t) = N·B·A·ω·sin(ωt) — c'est la loi de Faraday. Les bagues collectrices et les balais transmettent ce courant alternatif au reste du circuit.

Le circuit forme une boucle unique : du générateur, un fil part vers la gauche, descend (avec un interrupteur), traverse les récepteurs R, L, C en bas, puis remonte à droite et revient au générateur.

Le bouton Topologie change l'association des récepteurs : Série (même courant partout, tensions différentes), Parallèle (même tension, courants différents dans chaque branche), ou Mixte — construisez alors vous-même le montage ligne par ligne (résistance, bobine ou condensateur), en choisissant pour chacune si elle est en série ou en parallèle avec un récepteur déjà placé.

En mode Série ou Parallèle, les cases Actif permettent de n'utiliser qu'1, 2 ou les 3 récepteurs R, L, C à la fois. En mode Mixte, ajoutez ou supprimez des lignes pour obtenir 1, 2, 3 récepteurs (ou plus), et choisissez pour chacune si elle est en série ou en parallèle avec un récepteur déjà placé.

Le bouton Représentation 3D bascule la bobine et le condensateur entre une vue réaliste (composants du commerce) et une vue symbolique proche du schéma électrique : la bobine montre chaque spire individuellement (nombre réglable), et le condensateur montre ses 2 armatures métalliques reliées chacune par un fil.

■ R — le courant est en phase avec la tension (φ = 0°).

■ L — le courant est en retard de 90° sur la tension (bobine : "ELI").

■ C — le courant est en avance de 90° sur la tension (condensateur : "ICE").

À la résonance (Xl = Xc), le comportement du courant total change selon le mode : minimal en série, maximal en parallèle.

Le diagramme de Fresnel montre les phaseurs tourner ensemble à la vitesse angulaire ω ; leur projection verticale reconstruit les courbes de l'oscilloscope.

Circuit AC — Simulateur 3D Multi-Branches