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Système de freinage par induction dans des montagnes russes

TIPE

Alice Lo-Pinto

Les étapes de mon TIPE

• Recherches sur le sujet

• Rencontres avec des experts

• Construction de modèles réduits

• Application à la réalité : solutions et modélisation

Le monde des parcs d’attractions est un commerce fleurissant, et le grand huit en est une des attractions phares. Se différenciant des jeux traditionnels, les montagnes russes s’appuient sur les effets physiques qu’engendrent l’accélération d'un wagon Afin d'assurer la sécurité des passagers lors de l'arrêt des wagons, à la fin du parcours, il est nécessaire de mettre en place un système de freinage sûr et efficace. Aujourd'hui, le système de freinage le plus répendu est le freinage par frictions, qui permet de ralentir le véhicule grâce aux frottements. Mais ce système s'use rapidement et la distance de freinage sans accoup brusque est assez importante. Ainsi, on peut rechercher d'autres systèmes de freinage qui répondraient davantage aux critères (coût, place, rendement et efficacité).

Lien avec le sujet

Le freinage par induction

Le freinage éléctromagnétique est une méthode de freinage sans frottement fondée sur le phénomène de l'induction éléctromagnétique. Le principe repose sur la dissipation de l'énergie de freinage par la génération de courants de Foucault. Les courants de Foucault sont des courants induits dans une masse conductrice en mouvement par rapport à un champs magnétique homogène et constant. Ainsi, selon la loi de Lenz, la force de Laplace générée par les courants de Foucault va s'opposer à ce qui les a créés, et va permettre de dissiper l'énergie cinétique des wagons par effet Joules.

Une lame en matériau conducteur électrique mais non magnétique est attachée au train. Sur le rail, deux aimants de pôles opposés sont placés en vis-à-vis. La lame passe dans l’espace libre entre les deux aimants lors du passage du train. Le train est alors freiné.

Avantages et désavantages

• Facilité de mises en oeuvres : pas d'air comprimé, pas de cables éléctriques
• Freinage silencieux

• Pas d'usure
• Pas d'influence de l'environnement
• Freinage proportionel à la vitesse

Modélisation

• Les aimants en vis-à-vis créent un champ magnétique B
• Le mouvement de la lame dans ce champ va créer une tension électrique, appelée force électro-motrice. Selon la loi de Faraday, ce courant s’oppose au mouvement de la lame
• Cette tension va créer un courant, appelé courant de Foucault
• Les courants de Foucault créent une force de Laplace

Merci de votre écoute