Perturbations électro-magnétiques Laurent Debize 1 Travaux pratiques Les travaux pratiques pourront être faits par groupes de 2 personnes. Un compte-rendu par groupe devra être envoyé par e-mail en suivant les instructions écrites au tableau. Le compterendu devra être envoyé sous format Word (doc ou docx). Ne pas oublier d écrire le nom des deux élèves en haut du fichier. Le nom du fichier devra suivre la nomenclature suivante : NOM1 NOM2 PerturbationsEM.docx. Deux points prendront en compte la présentation et l orthographe. Les points d orthographe seront évalués au prorata du nombre de mots écrits. Inutile donc d en écrire le moins possible pour perdre moins de points. Les questions demandent d ailleurs en général des explications précises. Le travail d aujourd hui se répartit en 4 activités. La première activité ne pouvant pas être faite par tout le monde en même temps, il n y aura qu un seul groupe à la fois qui la fera. Pendant ce temps, les autres groupes pourront faire une des 3 autres activités. Activité 1 : tests de débit Avant toutes choses, coupez votre wi-fi. Branchez votre ordinateur sur la prise RJ45 indiquée par le professeur. Paramétrez la connexion Ethernet avec les valeurs indiquées au tableau. Aller sur le site http://www.speedtest.net Lancer un test et noter les débits montant et descendant. Branchez maintenant votre ordinateur en sortie du câble U/UTP passé au dessus de la climatisation de la salle. Faire un nouveau test de débit et noter les résultats. Branchez enfin votre ordinateur en sortie du câble de catégorie 7 passé au dessus de la climatisation de la salle. Faire un test de débit et noter les résultats. Question 1. Faire un synthèse de tous ces débits relevés dans un tableau. Analyser ces résultats et répondez aux questions suivantes : Question 2. Que se passe-t-il quand le câble passe au-dessus de la climatisation? Question 3. Quelle est l influence de la qualité du câble passé au-dessus de la climatisation? Activité 2 : brassage Connectez-vous au site http://electrotoile.eu/vdi.php. Lire le contenu. 1/5
Question 4. Réalisez l animation de la partie 3. Inclure une impression d écran de celle-ci dans votre compte-rendu. Question 5. Réalisez n animation de la partie 11. Inclure une impression d écran de celle-ci dans votre compte-rendu. Activité 3 : un aimant et une bobine Matériel nécessaire : Un multimètre 2 câbles banane (un rouge, un noir) 2 prises crocodile à brancher sur les câbles bananes Un aimant Un cylindre en PVC de diamètre 25 mm un fil mono-brin Une pile 4,5V 2 colliers de serrage Enrouler un fil mono-brin autour du cylindre de diamètre 25mm de façon à créer une bobine de fil. On pourra utiliser des colliers de serrage aux extrémités de la bobine pour fixer le fil. Laisser dépasser environ 5 cm de fil. Dénuder le fil aux deux extrémités. Brancher un voltmètre en série sur la bobine à l aide des câbles banane montés d une prise crocodile (voir le schéma ci-dessous). Le positionner sur le calibre 200µV. V Amener l aimant rapidement à l intérieur de la bobine et observer la valeur affichée sur l ampèremètre. Faire de même en retirant rapidement l aimant ou en le déplaçant en permanence. Si rien ne s affiche sur l écran du multimètre, le passer en mode voltmètre sur le calibre minimal. Question 6. Qu observez-vous quand l aimant est immobile à l intérieur de la bobine? Préciser en quel mode et sur quelle calibre est réglé le multimètre. Notez quelques valeurs que vous avez. Question 7. Qu observez-vous quand vous déplacez l aimant? Notez quelques valeurs qui s affichent sur le multimètre. Question 8. Conclusion : quel effet a un aimant sur une bobine de fil? Activité 4 : deux bobines Matériel nécessaire : le matériel précédemment utilisé auquel on ajoutera : Deux câbles crocodile/crocodile Un fil mono-brin de couleur différente de celui utilisé précédemment Enrouler le deuxième fil de couleur différente du premier autour de la bobine de 25 mm par dessus la première bobine 2/5
Brancher une des deux bobines en série sur le voltmètre. Brancher l autre bobine en série sur la pile 4,5V à l aide des câbles crocodiles. /!\ Attention ne passer laisser la pile branchée longtemps car le montage la court-circuite. Si vous n observez rien, utilisez plusieurs piles en série. V B 1 B 2 Question 9. Qu observez-vous quand vous branchez ou débranchez la pile? Notez quelques valeurs lues sur le multimètre et préciser son mode et son calibre. Question 10. Compte tenu de ce que vous avez fait à la partie précédente, à quoi pourrait-on assimiler la bobine reliée à la pile? Conclusions : Question 11. Par quelle force physique se transmet le courant entre les bobines? Question 12. A la place de la pile, faudrait-il un générateur de courant continu ou un générateur de courant alternatif pour mieux observer ce phénomène? 2 Applications au câblage V.D.I. Voici un certain nombre de précautions à prendre lors du câblage : 1. Un câble VDI se déroule avec un dérouleur. 2. Le diamètre intérieur d un lovage ne doit pas être inférieur à 1m. Il est préférable de couper les sur longueurs plutôt que de les lover. 3. Le collier laisse légèrement coulisser les câbles pour éviter un écrasement du câble. Pas de serrage à la pince. 4. Posé avec grand un rayon de courbure, en tout cas supérieur à 8 fois le diamètre du câble. 5. Une gaine de câble blessée ne doit pas être réparée par un adhésif. 6. Les torsions excessives du câble dans son axe sont à éviter. 7. Il faut éviter les arêtes vives. Sinon, les recouvrir d un morceau de gaine. 8. Lorsqu un câble se bloque ou se coince lors d un passage difficile, il ne faut surtout pas tenter de le dégager en donnant un coup de fouet. Il faut localiser ce qui retient le câble et le débloquer sur place. 9. Il ne faut pas marcher sur les câbles, ni déposer des objets pesants dessus. 3/5
10. Séparer Physiquement courants faibles et courants forts. 11. Conserver la même distance tout au long de la pose (au minimum 5 centimètres dans les parties horizontales et 30 centimètres dans les parties verticales). 12. Le câble doit passer à plus de 50 centimètres des appareils perturbateurs (ballast et starter de tubes fluorescents, moteurs, variateurs, onduleurs, etc...). 13. Si le cheminement du câble doit couper une canalisation d une autre nature, ce croisement devra se faire avec un angle de 90. 14. Distribution horizontale compartimentée 15. Compartiment dans les coudes lors de la distribution horizontale. Préserver également les rayons de courbure. 16. Prévoir une mise à la terre unique entre les courants forts et les courants faibles. 17. Dégainer sur 30 mm maximum 18. Détorsader sur 13 mm maximum 19. Il est préférable de couper les sur-longueurs des câbles plutôt que de réaliser des boucles pour garder de la réserve. Propriété 1 : l intensité du champ magnétique engendré par un fil rectiligne infini en un point M de l espace est donné par la relation : H = où I est l intensité du courant dans le fil, et d est la distance du point M par rapport au fil. Les fils que l on utilise ne sont certes pas infinis, mais ils peuvent être très long entre l armoire de brassage et les postes informatiques (jusqu à 90m). Le modèle du fil infini donne donc une bonne approximation de ce qui se passe réellement et il permet de manipuler une formule plus simple. Nous considérerons donc nos câbles comme infinis. Question 13. Comment va évoluer le champ magnétique si l intensité du courant dans le fil augmente? Question 14. Si un fil d alimentation est posé à côté d un fil de données, lequel dégagera le plus fort champ magnétique? Qu est-ce que champ risque-t-il de provoquer sur l autre fil? Question 15. De plus, les câbles d alimentation sont parcourus par du courant alternatif. Expliquer en quoi cela perturbe les câbles de courant faible. Question 16. Toujours en analysant la formule précédente, expliquer comment le champ magnétique évolue à mesure que l on s éloigne du fil rectiligne infini. I 2πd Question 17. Quelle mesure pratique peut-on prendre pour limiter les perturbations électromagnétiques entre les câbles? Dans la liste des précautions précédentes, donner celle(s) qui correspond(ent) à votre suggestion. 4/5
Propriété 2 : Un champ magnétique H induit dans une boucle une tension égale à : e = µ 0 S H t où µ 0 est une constante appelée la perméabilité du vide et égale à 4π 10 7 H/m, S est la surface de la boucle, et H est la variation de champ magnétique par unité de temps. t Question 18. Comment la tension induite par champ magnétique varie-t-elle en fonction de la surface de la boucle? Question 19. Quelle mesure pratique peut-on prendre pour limiter la tension induite par un champ magnétique sur un câblage? Dans la liste des précautions précédentes, donner celle(s) qui correspond(ent) à votre suggestion. Question 20. 5/5