[Dynamo anisotrope à trois corps : le rotor, l’entrefer et le stator]
Suite au succès de la dynamo expérimentale Fury [1], nous étudions (i) la possibilité d’une nouvelle expérience avec la même géométrie et la même conductivité électrique anisotrope, mais avec un entrefer de galinstan entre le rotor et le stator plus large que dans Fury, afin de permettre une dynamique plus riche via les forces de Lorentz. Bien sûr, pour ce faire, nous devons d’abord être en mesure de démarrer la dynamo avec un large entrefer, ce qui constitue le premier objectif de cette étude. Le deuxième objectif (ii) est de concevoir une expérience de dynamo miniature, plus petite que Fury, et avec un entrefer étroit, comparable à celui de Fury. L’utilisation cette fois d’une perméabilité magnétique anisotrope au lieu d’une conductivité électrique anisotrope est la solution la plus appropriée. La théorie montre que sans entrefer, l’utilisation de l’une plutôt que l’autre ne change pas le seuil de la dynamo, et seul le sens de rotation du rotor doit être inversé [2]. Avec un entrefer rempli de galinstan, même très étroit et contrairement à Fury dont le rotor et le stator étaient principalement constitués de cuivre, ici l’utilisation de fer entraîne un saut significatif de perméabilité magnétique avec le galinstan, ce qui pourrait être préjudiciable à la dynamo. Pour étudier ces deux questions liées (i) à l’épaisseur de l’entrefer, et (ii) aux propriétés électromagnétiques du matériau remplissant l’entrefer par rapport à celles du rotor et du stator, nous devons résoudre le problème de la dynamo anisotrope à trois corps : le rotor, l’entrefer et le stator.
Following the success of the experimental Fury dynamo [1], we are studying (i) the possibility of a new experiment with the same geometry and the same anisotropic electrical conductivity, but with a wider galinstan gap between the rotor and the stator than in Fury, in order to allow richer dynamics via Lorentz forces. Of course, to do this, we must first be able to start the dynamo with a large gap, which is the first objective of this study. The second objective (ii) is to design a miniature dynamo experiment, smaller than Fury, and with a narrow gap comparable to that of Fury. The use this time of anisotropic magnetic permeability instead of anisotropic electrical conductivity is the most appropriate solution. Theory shows that without a gap, using one rather than the other does not change the threshold of the dynamo, and only the direction of rotation of the rotor has to be reversed [2]. With a gap filled with galinstan, even a very narrow one, and unlike Fury whose rotor and stator were mainly made of copper, here the use of iron leads to a significant jump in magnetic permeability with galinstan, which could be detrimental to the dynamo. In order to study these two issues relating to (i) the thickness of the gap, and (ii) the electromagnetic properties of the material filling the gap compared with those of the rotor and stator, we need to solve the problem of the three-body anisotropic dynamo: the rotor, the gap and the stator.
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Mots-clés : Effet dynamo, Propriétés électromagnétiques anisotropes, Dynamo expérimentale
Franck Plunian 1 ; Paul Gomez 2 ; Thierry Alboussière 2
CC-BY 4.0
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