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Réduire la réaction au mouvement (votre avis S.V.P.)


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58 réponses à ce sujet

#41 Forthman

Forthman

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Posté 26 mai 2021 - 07:55

Bien là de suite rien ne me saute aux yeux niveau erreur dans les signes ou sens de rotations.

Mais je ne vois toujours pas ce que tu cherches à calculer car si j'appuie contre un mur il y a bien une force équivalente et opposée qui s'exerce

(sauf si le mur est en carton et que je passe à travers)

donc à part dire que le système est bloqué, je ne vois pas...

 

Tu veux faire un mécanisme comparable à un contrepoids, mais un contrepoids a une course finie, une fois qu'il touche le sol il ne sert plus à rien.

c'est comparable à un mécanisme à ressort qu'il faut remonter.

 

Pour ta question sur les pertes dans un réducteur épicycloïdal, on est à 2 ou 3% de pertes par étage sur un système avec une bonne lubrification

donc dans ton cas, oui, 5% semble correct. Après je ne sais pas ce que ça peut donner sur du matériel artisanal



#42 Zénon

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Posté 27 mai 2021 - 05:49

Bonjour Forthman et merci de ne pas m’abandonner.

 

Tout à fait d’accord avec toi, cependant, je bloque le système que dans un sens, celui de l’inertie qui s’équilibre sur elle même et je passe en mouvement rotatif. Donc plus de fin de course. C’est vrai qu’un prototype artisanal est moins performant qu’une fabrication de haute technologie. Je garde quand même 5% pour avoir une idée des espoirs de performance, car je pense qu’il nous reste une bonne marge. Si « Robot Maker » souhaite se lancer dans l’expérimentation j’en serais heureux. Comme je vous l’ai écrit, je n’ai aucune prétention de paternité ou autre futilité. Car une idée ne vaut rien tant qu’elle n’est pas expérimentée et je n’ai aucun moyen d’expérimentation.

 

Passons aux éventuelles applications et aux calculs des puissances en jeu.

L’axe de charge noir peut alors commander tous types de récepteurs, grues, palans, ascenseurs, alternateurs, éoliennes, centrales électriques …

 

Les systèmes à contrepoids équilibrent la gravité. E = (e - e) = 0. Les pertes mécaniques de ces systèmes représentent x% de la charge équilibrée E, dont la valeur est E% = 100% - x%.

Les 100% représentent l’énergie globale Eg qui se manifeste. C’est-à-dire Eg = E% + x%.

C’est physique, plus E sera élevé, plus les pertes seront importantes, il y a une influence de la valeur de E sur la valeur des pertes.

Exemple : pour la roue de Falkirk les 22.5 KW représentent les pertes nécessaires au déplacement des 490.5 KW d’énergie équilibrée ; Eg = 100% = 490.5 + 22.5 = 513 KW

Pourcentage de pertes mécaniques x = (100/513)*22.5 = 4.385965% ≈ 4.4%

Pourcentage d’énergie effectivement équilibrée E = (100/513)*490.5 = 95.6%

Pourcentage d’énergie globale Eg = 95.6 + 4.4 = 100%

 

Pour le TEER je considère le pourcentage de pertes mécaniques x à 5%. L’énergie E que le TEER devrait donc équilibrer serait 95%.

Si je prends une énergie globale 100% égale à 15 KW, j’obtiens :

Pour x = 15*5/100 = 0.75 KW

Pour E = 15*95/100 = 14.25 KW

Rendement alternateur 80%, => 14.25*80/100 = 11.4 KW puissance utile de l’alternateur

Rendement moteur 80%, => 0.75*80/100 = 0.9375 ≈ 1 KW = Pa moteur => 0.8 KW de Pu

 

Dans le schéma l’axe menant vert est du coté moteur vert (M) et l’axe de charge noir entraîne l’alternateur (Ge). Le TEER est en interface entre le moteur et l’alternateur.

Calculs puissances.png

Rapport de facilité primaire Rfp = 14.25/0.75 = 19 sans unité

Rapport de facilité secondaire Rfs = 11.4/0.75 = 15.2 arrondi à 15 sans unité

L’autonomie des robots fonctionnant sur accus serait multipliée par 15.

 

Avec deux TEER en cascade les 14.4 KW seraient les 5% de pertes du second TEER.

Es du second TEER, Es = 14.4/5*100 = 288 KW

Pu du second alternateur 288*80/100 = 230.4 KW

Rfp = 288/(0.75+14.4) = 19 sans unité

Rfs = 230.4/(0.75+14.4) = 15.2 ≈ 15 sans unité

Bien que les Rf restent les mêmes, la puissance utilisable en sortie est plus élevée.

Je ne considérerais le Rf de 230/1 = 230 sans unité qu’après les résultats d’une éventuelle expérimentation.

 



#43 Mike118

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Posté 27 mai 2021 - 07:08

Non je ne crois pas du tout que ce système puisse augmenter l'autonomie d'un robot par 15. 

Ce mécanisme n'apporte rien de plus ... Il n'y pas pas d'auto équilibrage avec contre rotation positive ou quoi qui permet de générer plus d'énergie. 

En utilisant 1KW en entré dans ton système tu te retrouves avec environ 950W utile  en sortie ( en prenant en compte des pertes de 5% )  rien de plus ...  On a pas un coefficient magique qui permet d'avoir 15 Kw à partir d'1 Kw ... 


 


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#44 Forthman

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Posté 27 mai 2021 - 07:30

Donc j'avais vu juste dans mon premier post :  #4 :rolleyes:

 

Tu fais fausse route.

Tu prends comme exemple la roue de Falkirk, en partant du principe que la puissance des moteurs est "aidée"  par l'équilibre, mais ce n'est pas le cas.

Les moteurs ont été dimensionnés pour permettre de mettre en mouvement l'ensemble, et pour palier aux variations dans l'équilibre.

Dans un  tel système, la plus grosse consommation électrique a lieu normalement au démarrage et à l'arrêt.

 

Pour calculer la puissance nécessaire à ce genre de mécanisme il faut calculer l'accélération,

ce que tes calculs ne font pas car tes équations ne concernent que des efforts en statique.

 

Tu peux jeter un œil ici : https://fr.wikihow.c...'accélération



#45 Sandro

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Posté 27 mai 2021 - 08:11

Bonsoir,

Je dois avouer ne pas suivre tes calculs. Mais une simple analyse énergétique montre qu'il y a quelque chose qui cloche.

 

Prenons le système S={moteur + TEER}, et faisons un bilan la puissance et d'énergie qui franchit les limites de ce système :

 

En entrée :

- Pélec=1kW de puissance électrique (donc 1kJ chaque seconde)

 

En sortie:

- une puissance mécanique Pmec (de l'ordre de 0.95*puissance mécanique du robot, soit 0.95*0.8*Pélec=0.76kW)

- une puissance thermique Pth (dissipation de la chaleur produite par le moteur)

- une puissance électromagnétique (rayonnement électromagnétique du moteur) Pmag, probablement négligeable

 

Au final, on a donc une puissance Pmec+Pth+Pmag qui sort du système pour une puissance Pélec qui rentre.

 

si on regarde donc la variation instantanée de l'énergie interne du système :

d(E_interne)=(Pélec - Pmec - Pth - Pmag) *dt

 

En intégrant :

E_interne(t)-E_interne(t=0)= intégrale de 0 à t de (Pélec - Pmec - Pth - Pmag) *dt = Pmoy * t où Pmoy est la moyenne entre 0 et t de Pélec - Pmec - Pth - Pmag

 

Donc E_interne(t)= E_interne(t=0) + Pmoy*t

 

 

Hors E_interne(t=0) est fini (aucun système ne contient une énergie infinie). De même, E_interne(t) est fini (aucun système ne contient une énergie infinie). Par conséquent, Pmoy*t est fini.

 

Si t tends vers l'infini (ie si on attends assez longtemps), alors Pmoy doit forcément tendre vers 0 (autrement le produit Pmoy*t tendrait vers l'infini).

 

Donc en moyenne, Pélec = Pmec + Pth + Pmag. Comme toutes ces puissances sont positives, on aforcément Pmex <=Pélec


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#46 Zénon

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Posté 28 mai 2021 - 09:17

Bonjour,

 

Tout d’abord, j’avais cru comprendre que le TEER équilibrait la réaction à la motricité. Vous me dite que ce n’est pas le cas. Bien qu’un couple mécanique sur l’axe noir s’appliquerait simultanément en opposition à lui-même, sur la couronne et sur le porte-satellite du réducteur Rb ou inévitablement dans le TEER. Cela me laisse perplexe.

Dans ce cas le TEER ne sert à rien. Je vais quand même répondre par respect et reconnaissances pour tout l’investissement en temps et en patiente que vous avez eu à mon égard.

 

Pour répondre à Mike118.

Mon système ne génère pas d’énergie. Si tu considère qu’il en génère, alors il faut aussi que tu considère que les systèmes à contrepoids génèrent de l’énergie. Ce qui n’est pas le cas.

Oublions le (Rf) qui perturbe notre compréhension et nous oriente vers un (coefficient magique).

Avec les systèmes à contrepoids nous utilisons une énergie de déséquilibre, bien inférieure au déplacement de la charge, exp : roue de Falkirk, 22.5 KW utilisés pour mettre en mouvement 490.5 KW. Là je ne pense pas me tromper.

Avec le TEER, j’utiliserais 5% de KW pour mettre en mouvement (résistance de l’alternateur en charge) 95% de KW. Je ne vois pas de différence dans la similitude.

Bien entendu si le TEER équilibrait bien la charge, ce que tu écrits ne pas être le cas.

Donc pas d’équilibre dans le TEER. Tout est faut depuis le début est (ça n’apporte rien).

 

Pour répondre à Forthman.

Je suis d’accord, l’équilibre de la roue de Falkirk n’aident pas les moteurs, pour le TEER aussi. Je vais donc m’expliquer autrement.

Dans le TEER Les moteurs seraient dimensionnés pour permettre de mettre en mouvement (l’ensemble) qui est l’alternateur et pour palier aux variations dans l’équilibre de la charge.

Comme dans tout système, dans le TEER la plus grosse consommation aurais aussi lieu au démarrage et à l’arrêt.

Merci pour le lien très intéressant, mes compétences ne me permettent pas de déterminer tous les calculs depuis, (extractions des matériaux, concept, fonderie, usinage, fonctionnement et accélérations …). Cependant en comparent ce qui est effectif et ce qui en est une idée similaire, je peux tirer des hypothèses probables. Ce que j’ai fait en comparant en fonction de mes compétences la roue de Falkirk et le TEER. Comparaison effectivement en statique (bien que les puissances soient de l’énergie par seconde), qui n’empêche pas la roue de Falkirk de fonctionner. Cette réflexion n’est valable que si le TEER équilibrait la réaction, ce qui n’est pas le cas comme me l’a écrit Mike118.

 

Pour répondre à Sandro.

Si j’ai bien compris ta démonstration et que je l’applique aux systèmes à contrepoids.

Je prends S= (moteur + système à contrepoids)

J’applique le même raisonnement, je devrais donc arriver au même résultat. Ce qui voudrait dire que les systèmes à contrepoids serait un échec ce qui n’est pas le cas.

Je continue mes explications pour lever, il me semble, une éventuelle incompréhension.

 

En comparant les systèmes :

 

TEER :

Entrée moteur j’ai 1 KW. Sortie moteur j’ai 0.8 KW.

Entrée TEER j’ai 0.8 KW qui déséquilibre 14.5 KW (dans l’exemple pris)

 

Roue de FALKIRK : je suppose le rendement des moteurs de 80%

Entrée moteur j’ai 28.125 KW. Sortie moteur j’ai 22.5 KW.

Entrée système contrepoids j’ai 22.5 KW qui déséquilibrent 490.5 KW

 

Je ne vois pas de différence.

Bien entendu c’est en considérant que le TEER équilibrait la charge de façon similaire aux systèmes à contrepoids. Ce qui n’est pas le cas.

 

En résumé : vous m’assurez que le TEER n’équilibre rien du tout. Je vous croix, reste pour moi les deux questions :

Pourquoi ne pas me l’avoir dit avant ? Quoique la réponse ne m’avancerait pas à grand-chose et de plus vous me l’avez peut être écrit et je ne l’ai pas compris.

Et surtout, pourquoi l’équilibrage du TEER est un échec ? Alors qu’un couple mécanique sur l’axe noir s’appliquerait simultanément en opposition à lui-même, sur la couronne et sur le porte-satellite du réducteur Rb ou inévitablement dans le TEER.

Tout échec est positif si on sait en tirer un enseignement. Ma conclusion est qu’il faut que je simplifie le processus d’équilibrage pour qu’il soit en accord avec des explications simples pour parvenir à me faire comprendre.

 

Je m’oriente donc vers un inverseur relativement simple à engrenages droits, sans épicycloïde. Et je vais équilibrer l’effet mécanique de la réactance d’induit d’un alternateur à aimants permanents pour ne pas avoir de courant d’excitation à prendre en compte.

Inverseur simple.png

L’axe vert d’entraînement de l’alternateur, tourne en sens inverse de l’axe noir interne. Ces axes supportent, l’un l’induit et l’autre l’inducteur.

L’effet mécanique de la réactance d’induit s’oppose à la rotation. Cette opposition mécanique est crée entre les deux rotors. Elle va tenter d’immobiliser les deux rotors. En conséquence, chaque rotor recevra une force égale et opposée à l’autre. Car leur rotation de même valeur est de sens inversé.

Là c’est simple, même force, même vitesse de rotation de sens inversé, même diamètre des pignons aux extrémités du train d’engrenages, donc même puissance en opposition qui donne une somme mathématiquement nulle, bien que les puissances soient effectives.

 

Similaire aux systèmes à contrepoids qui équilibrent grâce à la gravité des énergies dont nous profitons du déséquilibre, par une énergie inférieure apportée. Aucune création ou destruction d’énergie. D’où vient l’énergie, du phénomène de la gravité avéré. Ce n’est pas l’énergie de déséquilibre qui est responsable de la gravité. L’énergie de déséquilibre n’est responsable que des pertes mécaniques.

De même le système envisagé équilibre grâce à l’induction (du à la charge) des énergies dont nous profitons du déséquilibre, par une énergie inférieure apportée. Aucune création ou destruction d’énergie. D’où vient l’énergie, du phénomène d’induction avéré. Ce n’est pas l’énergie de déséquilibre qui est responsable de la réactance d’induit mais bien la charge. L’énergie de déséquilibre n’est responsable que des pertes mécaniques et de ce fait du ∆t favorable à l’induction. Et le ∆t est une variation temporelle qui ne demande aucune énergie supplémentaire. J’en veux pour preuve : sans charge le ∆t est effectif et l’énergie de déséquilibre assume uniquement les pertes constantes. Petite parenthèse, les pertes constantes sont un peut plus élevées que les pertes mécaniques, mais n'évoluent pas avec la charge, d'où le nom de constantes. Cette petite supériorité des pertes n'invalide pas le raisonnement.

Je reprends des faits avérés que je laisse se manifester dans leur environnement habituel. Rien de sorcier ou de magique dans ce raisonnement.



#47 Sandro

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Posté 28 mai 2021 - 10:59

Bonsoir

Pour répondre à Mike118.

Mon système ne génère pas d’énergie. Si tu considère qu’il en génère, alors il faut aussi que tu considère que les systèmes à contrepoids génèrent de l’énergie. Ce qui n’est pas le cas.

Si tu as plus d'énergie qui sort à l'instant t de ton système qu'il n'en entre, alors soit tu génère de l'énergie (ce qui est impossible), soit tu prélève cette énergie sur l'énergie interne du système (énergie cinétique, potentielle de pesanteur, chimique, ...).

Tant qu'il te reste de l'énergie interne au système, il est possible d'avoir plus d'énergie qui sort du système qu'il n'en entre. Ainsi, dans le cas d'un contrepoids, tant qu'il reste de l'énergie potentielle au contrepoids (ie tant qu'il n'est pas tout en bas), il est possible d'avoir plus d'énergie qui sort du système qu'il n'en entre (tu transforme l'énergie potentielle du contrepoids en énergie "utile", par exemple mécanique, en sortie. Par contre, dès que le contrepoids est en bas, plus moyen de retirer de l'énergie à ton système.

Tu peux ensuite remonter ton contrepoids si tu veux, mais ça te demande la même énergie que celle que tu as libérée pour le faire descendre (+ les pertes).

Donc au final, tu peut "créer" de l’énergie utile pendant un court laps de temps (en consommant de l'énergie potentielle), mais si tu veux recommencer, il te faut recharger l'énergie potentielle, ce qui te nécessite de l'énergie.
 

 

Pour répondre à Sandro.

Si j’ai bien compris ta démonstration et que je l’applique aux systèmes à contrepoids.

Je prends S= (moteur + système à contrepoids)

J’applique le même raisonnement, je devrais donc arriver au même résultat. Ce qui voudrait dire que les systèmes à contrepoids serait un échec ce qui n’est pas le cas.

Je continue mes explications pour lever, il me semble, une éventuelle incompréhension.

Sur un système à contrepoids, sur un temps court, tu veux avoir une libération d'énergie.

Supposons que pendant une durée t1 (le temps de la descente du contrepoids), on arrive à libérer une énergie utile E1

Ensuite, deux possibilités : on remonte le contrepoids a sa position initiale : cela nécessite un apport d'énergie énergie E2>=E1 : une fois le contrepoids remonté, on a récupéré E1 utile mais consommé E2 à apporter : au final, on a du injecter au moins autant d'énergie dans le système que ce qu'on récupère : on ne produit donc pas d'énergie.

Seconde possibilité, le contrepoids reste en bas. On a récupéré une énergie utile E1 (finie), mais l'énergie potentielle du contrepoids est consommée. On a simplement transformée l'énergie interne en énergie utile. A noter que c'est nullement en contradiction avec mon affirmation que Pmoy=0 (rappel, Pmoy est la moyenne sur un temps infini de la puissance sortante - la puissance entrante). De 0 à t1, on a une puissance moyenne P1=E1/t1>=0 qui sort du système. Mais ensuite, plus rien ne sort. Donc la puissance moyenne sur un temps infini est Pmoy = (t1*P1 + 0)/(t1 + infini) = 0.

 

 

Prenons un cas plus concret : un ascenseur constitué d'une cabine de masse M, et d'un contrepoids de même masse M.

La hauteur totale est H, la cabine est à la hauteur h et le contrepoids à la hauteur H-h.

Un moteur sert à mettre en mouvement l’ascenseur dans un sens ou dans l'autre.

Supposons un cas idéal (ie pas de frottements).

 

Prenons le système S1 constitué de la cabine et du contrepoids.

L'énergie interne du système est :

Einterne= Epp_cabine + Epp_contrepoids + Ec_cabine + Ec_contrepoids, où Epp est l'énergie potentielle de pesanteur et Ec l'énergie cinétique (correspondant à une vitesse v).

= M * g* h + M*g*(H-h) + 0.5*M*v² + 0.5*M*(-v)²

= M * g * H + Mv²

On remarquera que la partie énergie potentielle (M*g*H) est constante, donc on n'a pas besoin d'apporter d'énergie pour compenser le fait que la cabine monter ou descende. Le moteur doit seulement fournir l'énergie pour accélérer l’ascenseur (Mv²) et compenser les frottements.

Pour freiner l’ascenseur, on peut utiliser le moteur en mode générateur (si l'électronique le supporte), et retransformer l'énergie cinétique (Mv²) en électricité (modulo les pertes). Une solution plus bourrine est de faire forcer le moteur contre le mouvement de l’ascenseur (pour freiner plus vite) : dans ce cas, on consomme encore de l'électricité, qu'on transforme en chaleur.

 

Donc excepté le peu d'énergie nécessaire pour compenser le frottement et accélérer/freiner l'ascenseur, on peut le déplacer "gratuitement". Pourquoi, tout simplement car l'énergie reste dans le système, et s'échange simplement entre les deux sous-parties (cabine et contrepoids).

 

 

A noter que dans l'absolut, le contrepoids est inutile : on pourrait utiliser le moteur pour remonter l’ascenseur (nécessite un moteur bien plus gros), ce qui consomme pas mal d'énergie (précisément M*g*H + pertes), qui excepté les pertes est intégralement convertie en énergie potentielle de pesanteur. On peut ensuite récupérer cette énergie potentielle de pesanteur en utilisant un générateur pour freiner la descente, ce qui permet de récupérer intégralement l'énergie potentielle M*g*H (modulo les pertes).

 

Donc pourquoi s'embêter avec un contrepoids "qui ne sert à rien"? Car un moteur plus petit (qui doit seulement soulever les personnes et accélérer la cabine) est beaucoup moins cher. De plus, utiliser un moteur en générateur complique beaucoup l'électronique, et les pertes sont plus élevées.

 

 

 

Pour résumer :

1) si tu veux "équilibrer" un mouvement, tu dois déplacer de l'énergie au sein de ton système, et elle ne soit pas en sortir. En général, ce déplacement se fera entre une énergie cinétique (mouvement) et une énergie potentielle. Donc si tu n'as pas une forme de stockage d'énergie dans ton système, alors tu n'arrivera pas à avoir une équilibrage "actif"

2) les systèmes de contrepoids, de ressorts, ... Sont complètement inutiles pour produire de l'énergie. Ils permettent seulement de ne pas consommer inutilement de l'énergie dans un système cyclique.

3) En gros, si tu as un système cyclique (horloge, ascenceur + contrepoids ...), alors en utilisant adroitement des moyens de stockage d'énergie (ressort, contrepoids, ...), tu peux n'avoir besoin que de l'énergie pour compenser les pertes. Par contre, tu ne pourra en aucun cas t'en servir pour extraire de l'énergie). Par exemple, si dans ton ascenseur il y a uniquement des gens/objets qui le prennent en montant, tu consommera en plus des pertes une énergie m*g*H (ooù m est la masse des personnes qui monter) . Impossible donc de t'en servir pour monter du poids que tu utiliserais ensuite pour produire de l'énergie en le faisant redescendre : au final, toute l'énergie que tu gagnerais en faisant descendre tes objets aurait d'abord été nécessaire pour les monter (sans parler des pertes).


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#48 Zénon

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Posté 29 mai 2021 - 01:41

Bonjour,

Merci Sandro, je n'ai pas tout lu (2 heure du matin), mais il me semble que je vais mieux comprendre. Je me suis levé pour vous écrire que je me suis lamentablement planté avec le simple inverseur.

Si j'ai une réaction en deux forces égales et opposées qui s'appliquent sur des engrenages dont les rotations sont elles aussi opposées. Alors ces forces s'additionnent pour donner un résultat mathématique positif. Et je n'ai rien équilibré du tout.

Bonne nuit, A+



#49 Zénon

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Posté 29 mai 2021 - 11:08

Bonjour,

Je vais schématiser toutes tes explications Sandro, afin de bien les comprendre.

Logiquement, c'est bien de mon coté que devrais ce trouver le Hic, s'il n'y a que moi qui n'ai pas synchrone avec vous.

J'espère ainsi m'apercevoir ou je décroche par rapport à vous, car dans l'ensemble je suis d'accord avec vos explications. Ce qui est paradoxale.

Quoique les paradoxes existent en physiques, c'est simplement parce que  la bonne explication ou compréhension n'est pas au rendez vous.

A+



#50 Zénon

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Posté 29 mai 2021 - 06:14

Bonjour,

Voila la première partie de ma compréhension mises en italique bleu, en réponse au précédant message de Sandro en texte normale.

 

Si tu as plus d'énergie qui sort à l'instant t de ton système qu'il n'en entre, alors soit tu génère de l'énergie (ce qui est impossible), soit tu prélève cette énergie sur l'énergie interne du système (énergie cinétique, potentielle de pesanteur, chimique, ...).

Tant qu'il te reste de l'énergie interne au système, il est possible d'avoir plus d'énergie qui sort du système qu'il n'en entre. Ainsi, dans le cas d'un contrepoids, tant qu'il reste de l'énergie potentielle au contrepoids (ie tant qu'il n'est pas tout en bas), il est possible d'avoir plus d'énergie qui sort du système qu'il n'en entre (tu transforme l'énergie potentielle du contrepoids en énergie "utile", par exemple mécanique, en sortie. Par contre, dès que le contrepoids est en bas, plus moyen de retirer de l'énergie à ton système.

Tu peux ensuite remonter ton contrepoids si tu veux, mais ça te demande la même énergie que celle que tu as libérée pour le faire descendre (+ les pertes).

Donc au final, tu peut "créer" de l’énergie utile pendant un court laps de temps (en consommant de l'énergie potentielle), mais si tu veux recommencer, il te faut recharger l'énergie potentielle, ce qui te nécessite de l'énergie.

Je suis tout à fait d’accord avec toi pour un système considérer fermé. Considéré fermé, car aucun système n’est réellement fermé.

3 précisions :

_ Dans le système à contrepoids, l’énergie apportée pour déséquilibrer n’est pas l’énergie dont on profite (utile) par le fait du déplacement des poids.

_ Je préfère utiliser le terme profiter de l’énergie (potentiel) utile que le terme « créé ».

_ Dans ce cas nous sommes bien limités par la distance et dépendant de la gravité. Dans l’absolu, si la distance était infinie et la gravité toujours présente, nous profiterions indéfiniment du déplacement des charges, donc d’une des énergies d’un des (e). Mais je suis d’accord cela est effectivement impossible.

 

Sur un système à contrepoids, sur un temps court, tu veux avoir une libération d'énergie.

Supposons que pendant une durée t1 (le temps de la descente du contrepoids), on arrive à libérer une énergie utile E1

Ensuite, deux possibilités : on remonte le contrepoids a sa position initiale : cela nécessite un apport d'énergie énergie E2>=E1 : une fois le contrepoids remonté, on a récupéré E1 utile mais consommé E2 à apporter : au final, on a du injecter au moins autant d'énergie dans le système que ce qu'on récupère : on ne produit donc pas d'énergie.

Je comprends, c’est OK.

 

Seconde possibilité, le contrepoids reste en bas. On a récupéré une énergie utile E1 (finie), mais l'énergie potentielle du contrepoids est consommée. On a simplement transformée l'énergie interne en énergie utile. A noter que c'est nullement en contradiction avec mon affirmation que Pmoy=0 (rappel, Pmoy est la moyenne sur un temps infini de la puissance sortante - la puissance entrante). De 0 à t1, on a une puissance moyenne P1=E1/t1>=0 qui sort du système. Mais ensuite, plus rien ne sort. Donc la puissance moyenne sur un temps infini est Pmoy = (t1*P1 + 0)/(t1 + infini) = 0.

Je commence à décrocher.

Précision : l’énergie (interne) qui se manifeste pendant le déplacement des poids à pour origine externe la gravité. Mais elle se manifeste en interne, OK.

_ Pour P1=E1/t1>=0 je comprends. Après je ne comprends pas la nécessité du facteur infini.

Car toute action ou mouvement et inévitablement finie. Si on prend en compte l’infini, je pense que toutes les manifestations d’énergies dans un ∆t inévitablement fini, divisées par l’infini vont incontestablement tendre vers zéro. Je ne sais pas par quel chiffre on peut le représenter. Par un symbole oui, mais un chiffre, il faudra un temps infini pour l’écrire.

 

Prenons un cas plus concret : un ascenseur constitué d'une cabine de masse M, et d'un contrepoids de même masse M.

La hauteur totale est H, la cabine est à la hauteur h et le contrepoids à la hauteur H-h.

Un moteur sert à mettre en mouvement l’ascenseur dans un sens ou dans l'autre.

Supposons un cas idéal (ie pas de frottements).

 

Prenons le système S1 constitué de la cabine et du contrepoids.

L'énergie interne du système est :

Einterne= Epp_cabine + Epp_contrepoids + Ec_cabine + Ec_contrepoids, où Epp est l'énergie potentielle de pesanteur et Ec l'énergie cinétique (correspondant à une vitesse v).

= M * g* h + M*g*(H-h) + 0.5*M*v² + 0.5*M*(-v)²

= M * g * H + Mv²

On remarquera que la partie énergie potentielle (M*g*H) est constante, donc on n'a pas besoin d'apporter d'énergie pour compenser le fait que la cabine monter ou descende. Le moteur doit seulement fournir l'énergie pour accélérer l’ascenseur (Mv²) et compenser les frottements.

Pour freiner l’ascenseur, on peut utiliser le moteur en mode générateur (si l'électronique le supporte), et retransformer l'énergie cinétique (Mv²) en électricité (modulo les pertes). Une solution plus bourrine est de faire forcer le moteur contre le mouvement de l’ascenseur (pour freiner plus vite) : dans ce cas, on consomme encore de l'électricité, qu'on transforme en chaleur.

Donc excepté le peu d'énergie nécessaire pour compenser le frottement et accélérer/freiner l'ascenseur, on peut le déplacer "gratuitement". Pourquoi, tout simplement car l'énergie reste dans le système, et s'échange simplement entre les deux sous-parties (cabine et contrepoids).

A noter que dans l'absolut, le contrepoids est inutile : on pourrait utiliser le moteur pour remonter l’ascenseur (nécessite un moteur bien plus gros), ce qui consomme pas mal d'énergie (précisément M*g*H + pertes), qui excepté les pertes est intégralement convertie en énergie potentielle de pesanteur. On peut ensuite récupérer cette énergie potentielle de pesanteur en utilisant un générateur pour freiner la descente, ce qui permet de récupérer intégralement l'énergie potentielle M*g*H (modulo les pertes).

Donc pourquoi s'embêter avec un contrepoids "qui ne sert à rien"? Car un moteur plus petit (qui doit seulement soulever les personnes et accélérer la cabine) est beaucoup moins cher. De plus, utiliser un moteur en générateur complique beaucoup l'électronique, et les pertes sont plus élevées.

Ça je comprends aussi.

 

J’arrête ma tentative de compréhension à ce stade, par manque de temps. Je pense avoir bien avancé et j’ai l’espoir de trouver ou je décroche avec mon raisonnement en reprenant le même processus pour le TEER, bien qu’il ne doive rien équilibrer. Mais j’aurais au moins réussi à comprendre un aspect de la physique qui semble m’échapper.

A+



#51 Sandro

Sandro

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Posté 29 mai 2021 - 08:28

Bonsoir,

voici quelques petits compléments par rapport à tes remarques:

_ Dans ce cas nous sommes bien limités par la distance et dépendant de la gravité. Dans l’absolu, si la distance était infinie et la gravité toujours présente, nous profiterions indéfiniment du déplacement des charges, donc d’une des énergies d’un des (e). Mais je suis d’accord cela est effectivement impossible.

Le poids écrit sous forme P=m*g (qui donne l'énergie potentielle E=m*g*h) n'est qu'une approximation : on considère que localement la gravité terrestre ne change pas. Le vrai poids est P=G*m_terre*m/r² où G est une constante universelle, m_terre est la masse de la terre, et r est la distance entre l'objet et le centre (de masse) de la terre. g est défini comme G*m_terre/r². En pratique, r est de l'ordre 6370km : c'est donc pas quelques dizaines ou centaines de mètres qui changera g de manière significative. Si par contre tu commences à envisager de très grande distances (par exemple "poids" de la lune dans l'attraction terrestre), alors il faut utiliser la formule complète. Et si on fait tous les calculs, on se rend compte que l'énergie potentielle de pesanteur est bornée même si on écarte l'objet (ex : la lune) à l'infini. Donc même un objet à l'infini n'aura qu'une énergie potentielle finie.

 

 

Seconde possibilité, le contrepoids reste en bas. On a récupéré une énergie utile E1 (finie), mais l'énergie potentielle du contrepoids est consommée. On a simplement transformée l'énergie interne en énergie utile. A noter que c'est nullement en contradiction avec mon affirmation que Pmoy=0 (rappel, Pmoy est la moyenne sur un temps infini de la puissance sortante - la puissance entrante). De 0 à t1, on a une puissance moyenne P1=E1/t1>=0 qui sort du système. Mais ensuite, plus rien ne sort. Donc la puissance moyenne sur un temps infini est Pmoy = (t1*P1 + 0)/(t1 + infini) = 0.

Je commence à décrocher.

Précision : l’énergie (interne) qui se manifeste pendant le déplacement des poids à pour origine externe la gravité. Mais elle se manifeste en interne, OK.

_ Pour P1=E1/t1>=0 je comprends. Après je ne comprends pas la nécessité du facteur infini.

Car toute action ou mouvement et inévitablement finie. Si on prend en compte l’infini, je pense que toutes les manifestations d’énergies dans un ∆t inévitablement fini, divisées par l’infini vont incontestablement tendre vers zéro. Je ne sais pas par quel chiffre on peut le représenter. Par un symbole oui, mais un chiffre, il faudra un temps infini pour l’écrire.

Mes explications par rapport au temps infini étaient en références à mon message #45.

 

Ce que je cherche à expliquer, c'est qu'en régime transitoire, il est possible que plus d'énergie sorte d'un système qu'il n'en rentre (par exemple une perceuse sans fil avec sa batterie : elle peut, pendant plusieurs dizaines de minutes percer des trous (ie fournir de l'énergie mécanique) sans qu'aucune énergie y rentre. Par contre, elle se vide de son énergie interne (chimique : charge de la batterie). Par contre, une fois la batterie vide, elle ne peut plus fournir d'énergie si on ne lui en donne pas en entrée.

On peut donc extraire de l'énergie pendant un temps fini, puis on ne peut plus rien extraire. La moyenne de l'énergie extraite, sur un temps infini, tend donc vers 0.

On peut envisager d'alterner les cycles de charges/décharge de la batterie. Pendant les décharges, on extrait de l'énergie, alors que pendant les charges, on injecte de l'énergie. On n'a plus ici l'énergie extraite qui devient nulle à partir d'un certain temps. Mais en moyenne sur un temps long, on ne peut pas extraire plus d'énergie qu'on n'en a injecté.

 

 

A noter, qu'il y a des systèmes (ouverts) dont on peut extraire une quantité infinie d'énergie utile, avec une puissance moyenne non nulle. Mais ils nécessitent une injection continue (ou du moins régulière) d'une autre forme d'énergie, par exemple potentielle.

Ainsi, par exemple un barrage hydraulique, pourra en permanence produire 1MW. Mais pour cela, il nécessite un débit régulier de x m^3/s d'eau dont il récupère l'énergie potentielle de pesanteur. On a donc une puissance utile en permanence positive (on ne doit jamais injecter d'énergie utile); mais on consomme une énergie potentielle "infinie" en temps infini, en profitant du renouvellement permanant de l'eau.

 

 

 

 

-----------------------------------------------------------------------------------

 

Pour conclure : si tu définis un système quelconque, en régime continue, tu ne peux pas avoir plus d'énergie qui en sort (en moyenne) qu'il n'en entre (en moyenne)


Aidez-nous à vous aider : partagez toutes les informations pertinentes : description précise du problème, contexte, schéma de câblage, liens vers la documentation des composants, votre code (ou encore mieux un code minimal reproduisant le bug), ...

Vous recevrez ainsi plus de réponses, et elles seront plus pertinentes.


#52 Zénon

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Posté 29 mai 2021 - 08:59

Ok, Merci Sandro, je comprend mieux. Cela m'aidera quand je transposerais tout cela sur un hypothétique système qui équilibrerait la réaction.

Mais avant je terminerais la compréhension du paragraphe en résumé.

A+



#53 Zénon

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Posté 09 juin 2021 - 12:47

Bonjour,

J’ai un peu de temps pour vous dire que je suis aussi d’accord avec le résumé.

Et je comprends ou j’ai fait l’erreur. Dans le TEER (s’il équilibrait quelque chose) je ne dois prendre en compte que les forces équilibrées, sans m’occuper de l’origine de ces forces. Tout comme dans les systèmes à contrepoids ou l’on ne prend en compte que les poids et contrepoids, sans s’occuper de l’origine (la gravité) qui rend manifeste ces poids et contrepoids.

Dans ce cas avec le TEER (s’il équilibrait quelque chose) j’aurais le profit d’un coté qui correspondrait à sa contrepartie et le résultat mathématique serait nul, bien que les énergies seraient effectives des deux cotés.

 

Je garde mon objectif qui est de simplifier le TEER pour une meilleure analyse et une meilleure compréhension de mon raisonnement.

A+



#54 Zénon

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Posté 17 juin 2021 - 11:25

Bonjour,

Simplification pour équilibrer l’effet mécanique de la réactance d’induit.

L’ensemble est constitué d’un réducteur 0.5 épicycloïde non-inverseur, dont la couronne et le planétaire sont solidaires des rotors d’un alternateur supportant l’inducteur et l’induit. Le porte-satellites est fixe sur la carcasse. Entre la couronne et le planétaire le différentiel de rotation (≠ω) est = (2ω-ω) = ω

En charge, le couple mécanique de la réactance d’induit opposé au différentiel de rotation des rotors, fournit sur chacun d’eux une puissance opposée P = Cr*(≠ω)

Ces puissances se reportent en opposition sur le planétaire et la couronne de l’épicycloïde. Du fait de leur opposition, le couple mécanique de la réactance d’induit est opposé à lui même sur les satellites et ne peut influencer la motricité qui ne doit assumer que les pertes mécaniques.

Equilibre.png

Qu’en pensez-vous ?

 



#55 Zénon

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Posté 30 juin 2021 - 12:21

Bonjour,

Je m'explique autrement pour l'équilibrage du couple mécanique de la réactance d'induit.

explication équilibre.png

La force électromagnétique de Cr, influence les deux rotors (c’est points d’action) d’une valeur égale à Fr/2. Sous condition que les volants d’inertie soient égaux entre les rotors. Les rayons des satellites (r') et leur vitesse (Oméga prime )sont identiques

 

Fr/2 sur le rotor de couronne => Cr/2 = Fr/2*Rr*ω = 2Fr*Rr/4*ω = Fr/2*r’*ω’

 

Pour le rotor planétaire c’est un peut plus complexe, Cr réagit au (≠ω) = ω :

  1. Soit, l’on considère que le rotor planétaire tourne au (≠ω) = ω
  2. Soit, l’on considère que le rotor planétaire tourne à 2ω

 

  1. Fr/2 => Cr/2 = Fr/2*Rr*ω = 4Fr*Rr/8*ω = Fr/2*r’*ω’

Il ne peut donc pas avoir d’autre résultat que l’équilibrage de Cr sur les satellites ce qui donne Cr = Cr/2 – Cr/2 = 0. C’est similaire à E = e-e = 0

 

  1. (A la place de 1. lire 2.)  Fr/2 => Cr/2 = Fr/2*Rr*2ω = 2Cr/2
    • Nous avons un (des) problème(s) :
  • 2Cr/2 = Cr sur le planétaire => Cr/2 = 0 sur la couronne. Or, il est impossible que sur l’un des points d’action (les rotors) de Cr il n’y ait aucune réaction. Même sur la carcasse fixe des alternateurs actuels il y a une réaction à la valeur de Cr qui est égale et opposée à Cr. Ce fait avéré prouve que la réaction est égale sur chaque point d’action de Cr.
  • De cette égalité avérée, Cr devrait créer ou détruire de l’énergie pour rompre cette égalité, ce qui est impossible.
  • Chaque rotor reçoit une même puissance Pr/2 = Fr/2*Rr*(≠ω). Il est fondamentalement impossible d’avoir une puissance supérieure sur le rotor planétaire du fait de sa rotation à 2ω. Car cette rotation est inconnu (n’influence pas) les points d’action de la réactance d’induit. Une différence de puissance sur les rotors, implique une création ou destruction d’énergie par rapport au (≠ω) sur un des rotors, ce qui est impossible.


#56 Mike118

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Posté 30 juin 2021 - 03:09

En l'absence de frottement tout mouvement " initié " perdure à l'infini.
Cela est valable même sans ton moteur ... 
 

Un engrenage tout seul, sans frottement ou tout autre force s'opposant au mouvement, tu le lance il tourne à l'infini ... Et si tu prend deux engrenages qui engrainent l'un dans l'autre même sans moteur, tant que c'est sans frottement / sans pertes , une fois qu'il sont " lancé " ils tourneront  eu aussi à l'infini ... et ça reste valable pour N engrenages tant que le frottement est nul ... ( Ce qui n'est pas vrai en pratique car il y a toujours du frottement ... )


Bref ... Je n'arrive vraiment pas à voir où tu veux en venir avec tes calculs ... 


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#57 Zénon

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Posté 01 juillet 2021 - 11:03

Bonjour Mike118,

Mes calculs ne servent qu'à vérifier si j'ai bien un mécanisme similaire aux systèmes à contrepoids. Ce qui me parait le cas, sans limite de distance et indépendant de la gravité.

Après sans expérimentation, les applications restent des hypothèses.



#58 Mike118

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Posté 01 juillet 2021 - 11:39

Personnellement je ne vois pas en quoi le mécanisme proposé est similaire à un contre poids ... 

Dans le cadre d'un ascenseur, le but est d'avoir un système (à peu près) à l'équilibre. De sorte à ce que le moteur force moins possible. 
Si le système était parfaitement à l'équilibre et sans frottement le moteur n'aurait à forcer que pour accélérer et décélérer l'ascenseur ... 

En réalité le moteur est là pour luter contre les frottement, et le déséquilibre en plus de gérer les accélérations et décélérations. 

Le bilan de forces est assez simple sur un ascenseur : 

=> Poids de l'ascenseur 
=> Poids du contrepoids 
=> Frottements opposés au mouvement

=> Accélération des poids.

=> Couple du moteur 

 

 

Au final avec ton montage j'ai l'impression que ce qui t'intéresse c'est essentiellement un volant d'inertie couplé à ton moteur ainsi dès que ce volant d'inertie commence à ralentir ça donne " un couple supplémentaire " à ton système ... Energie mécanique qui n'est pas crée à partir de rien mais qui a uniquement été stockée lors de la phase d'accélération ou le moteur devais donner plus d'énergie pour mettre en mouvement le volant d'inertie ... 
 


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#59 Zénon

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Posté 01 juillet 2021 - 01:47

J'ai pris en compte les volants d'inerties de chaque rotor, pour garantir l'équilibrage à des rotations différentes . Non pour avoir un volant d'inertie qui n'est qu'une réserve qu'il a fallu remplir.

_ Si l’énergie cinétique des rotors est égale, l’équilibrage dynamique est réalisé.

 

_ Si l’énergie cinétique des rotors est différente, il y a déséquilibre dynamique.

Déséquilibre en faveur de la motricité, le système est en accélération. Augmentation des pertes mécaniques, le moteur devient générateur (actuel) et freine l’accélération.

Déséquilibre en défaveur de la motricité, c’est un échec de l’objectif. Le moteur doit assumer l’effet mécanique de la réactance d’induit (cas actuel).

 

C'est similaire au systèmes à contrepoids sous condition que chaque rotor a le même volant d'inertie.

Comparaison des systèmes à contrepoids (SC) avec le réducteur épicycloïde (RE).

_ SC => la gravité est divisée en deux poids égaux qui s’équilibrent.

_ RE => le couple mécanique de la réactance d’induit est divisé en deux valeurs égales qui s’équilibrent.

_ SC => En fonctionnement l’énergie de déséquilibre fait monter un poids, quand l’autre descend, E = e-e = 0. Cependant les énergies de (+e) et (-e) sont effectives.

_ RE => En fonctionnement l’énergie de déséquilibre favorise une force, quand l’autre est défavorisée, E = e-e = 0. Cependant les énergies de (+e) et (-e) sont effectives.

_ SC => L’énergie de la gravité à l’origine des poids, n’est pas prie en compte.

_ RE => L’énergie de l’induction à l’origine du couple mécanique de la réactance d’induit (pour bien comparer) ne doit pas être prise en compte.

_ SC => La genèse, unique énergie à l’origine, augmente son entropie dans le présent. Inévitablement dans les systèmes à contrepoids, l’énergie de déséquilibre de l’énergie E est comme E globale issue de la genèse.

_ RE => L’énergie de déséquilibre de l’énergie E peut donc être comme E globale issue de l’induction, à l’instar des systèmes à contrepoids. Le nombre de cycles est plus réduit, cependant le principe reste le même.






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