Fuite de flux et effets de bord
Analyse du flux de fuite et de l'effet de frange
Définition : Le flux de fuite fait référence au flux magnétique qui s'écarte du trajet prévu dans un circuit magnétique. Cela peut être illustré à l'aide d'un solénoïde pour distinguer entre le flux de fuite et l'effet de frange :
Lorsqu'un courant passe par un solénoïde, la majeure partie du flux forme le flux principal le long de l'axe du noyau, tandis qu'une fraction s'échappe à l'extérieur de la bobine sans suivre entièrement le chemin du noyau - c'est le flux de fuite. Dans un solénoïde long, le flux de fuite se produit principalement aux deux extrémités, où les lignes de champ magnétique divergent dans l'air environnant au lieu de passer par la section transversale du noyau.
Simultanément, aux extrémités du solénoïde, les lignes de champ magnétique présentent une distribution non uniforme, créant un "effet de frange" qui provoque la diffusion du flux. Contrairement au flux de fuite (qui met l'accent sur l'écart de trajectoire), le phénomène de frange décrit la dispersion du flux principal aux limites. Ces deux phénomènes affectent l'efficacité du solénoïde : le flux de fuite induit une perte d'énergie, tandis que l'effet de frange déforme le champ magnétique, nécessitant une optimisation par des mesures comme l'augmentation de la section transversale du noyau ou l'application d'un blindage magnétique dans les conceptions électromagnétiques.
Classification du flux dans les circuits magnétiques de solénoïdes
La majeure partie du flux magnétique généré par un solénoïde se propage à travers le noyau, traverse l'entrefer et contribue à la fonction prévue du circuit magnétique. Cette composante est définie comme le flux utile (φᵤ).
Dans les situations pratiques, tout le flux n'adhère pas strictement au trajet conçu à l'intérieur du noyau magnétique. Une partie du flux émane autour de la bobine ou entoure le noyau sans contribuer à l'objectif opérationnel du circuit. Ce flux non fonctionnel est appelé flux de fuite (φₗ), qui se dissipe dans le milieu environnant plutôt que de participer au travail électromagnétique.
Par conséquent, le flux total (Φ) produit par le solénoïde est la somme algébrique des composantes de flux utile et de fuite, exprimée par l'équation :Φ= ϕu + ϕl
Coefficient de fuite Le rapport entre le flux total produit et le flux utile établi dans l'entrefer du circuit magnétique est appelé coefficient de fuite ou facteur de fuite. Il est noté (λ).
