Brevet FR3052290A1 — publié le 20171208

DESCRIPTION La présente invention est relative à un banc d'expérimentation destiné à des usages scolaires visant à mettre en évidence les lois de la conservation d'énergie ainsi que le principe des mouvements rectilignes selon les principes de lévitation, le dit banc devant s'affranchir des forces non linéaires, notamment les forces de frottement, le dispositif faisant uniquement appel aux propriétés intrinsèques des matériaux sans recours à un procédé électrique. Etat des sachant : L'instabilité de la lévitation par usage d'aimants permanents est un phénomène reconnu depuis toujours dans le domaine scientifique. D'autres technologies ont donc été mises au point en vue d'assurer une stabilité de lévitation par apport : De supraconducteurs qui sont régis par un principe d'apport liquide (azote) maintenu à une température inférieure à moins 180°, et contenu dans l'élément mobile, Du phénomène électromagnétique faisant appel à un champ électrique important. Ces technologies sont inenvisageables pour un banc de lévitation à usage scolaire, en ce qu'elles font appel à des technologies complexes et couteuses non acceptables à la destination conférée. Il existe des bancs à lévitation magnétique ne faisant pas appel à des procédés électriques, qui sont destinés à des usages scolaires et qui permettent l'observation des lois de Newton selon la technologie d'aimants permanents. Cette technologie de banc provoque toutefois des phénomènes de frottements entre le rail et le chariot qui sont provoqués par l'instabilité due à la technologie de lévitation. Pour pallier à ces effets, des roulements sont installés sur l'élément mobile (chariot) du banc de lévitation aux fins de compenser l'instabilité due à la technologie de lévitation par aimant permanent. S'ils réduisent les phénomènes de frottement, ils ne s'en émancipent pas. Présentation de l'invention : La présente invention est relative à un banc d'expérimentation visant à mettre en évidence les lois de la conservation d'énergie ainsi que les lois de mouvements rectilignes selon les principes de la lévitation, le dit banc devant s'affranchir des forces non linéaires, notamment les forces de frottement selon un dispositif faisant appel à des champs magnétiques verticaux avec d'autres champs magnétiques horizontaux aux fins de pallier à l'instabilité de la lévitation par usage d'aimants permanents , se caractérisant par : Un rail (a) disposant d'une rainure (b) en partie centrale et recevant une aimantation continue (c) (en ruban) à la fois : sur les deux faces supérieures du rail (d), et sur chacune des parois internes de la rainure (e), Un chariot en forme de « T » (f) appelé à recevoir des charges sur le plateau (haut du T) (g). Ce chariot reçoit une aimantation continue (en ruban) à la fois sur les faces inférieures du plateau (h) et sur les deux parois de la jambe du « T » (i), 3052290 2 Les aimants (c) sont positionnés en aplomb de telle façon à produire un champ magnétique opposé à la fois entre : d'une part chacune des faces supérieures du rail (d) avec les faces inférieures du plateau (h), d'autre part entre chacune des parois internes de la rainure (e) avec chaque paroi de la jambe en « T » (i). En conséquence et aux fins de produire le champ 5 magnétique entre les parties du rail (a) et du chariot (f), les aimants sont placés de façon à s'opposer. D'autre part ces aimants sont dimensionnés de façon à produire un champ magnétique égal et opposé, de façon à disposer de champs magnétiques de même puissances entre : d'une part les deux champs magnétiques horizontaux (j) à l'intérieur de la rainure(b) recevant la jambe du « T » (i), et d'autre part 10 deux champs magnétiques verticaux (k) entre les faces supérieures du rail (d) et les faces inférieures du plateau (h). Au bas de la jambe du chariot (I) une platine (m) est positionnée à l'horizontale de façon à retenir le chariot sur le rail, sachant qu'en mode de fonctionnement normal elle n'a aucun contact avec le rail et les aimants à l'intérieur de la rainure (b). '15 Glossaire : a) Rail b) Rainure c) Aimants 20 d) Faces supérieures du rail e) Parois internes de la rainure f) Chariot g) Plateau du chariot h) Faces inférieures du chariot 25 i) Parois de la jambe en « T » j) Champs magnétiques horizontaux k) Champs magnétiques verticaux I) _Iambe du chariot m) platine 30 Figures Fig 1 : vue en perspective du dispositif Fig.2 : vue en coupe du dispositif REVENDICATIONS1. Banc d'expérimentation visant à mettre en évidence les lois de la conservation d'énergie ainsi que les lois de mouvements rectilignes selon les principes de la lévitation, le dit banc devant s'affranchir des forces non linéaires, notamment les forces de frottement selon un dispositif faisant appel à des champs magnétiques verticaux avec d'autres champs magnétiques horizontaux aux fins de pallier à l'instabilité de la lévitation par usage d'aimants permanents , se caractérisant par : Un rail disposant d'une rainure en partie centrale et recevant une aimantation continue dite aussi en ruban à la fois : sur les deux faces supérieures du rail, et sur chacune des parois internes de la rainure, Un chariot en forme de « T » appelé à recevoir des charges sur le plateau, Ce chariot reçoit une aimantation continue à la fois sur les faces inférieures du plateau et sur les deux parois de la jambe du «T ». 2. Banc d'expérimentation selon la revendication 1 caractérisé en ce que les aimants sont positionnés en aplomb entre : d'une part chacune des faces supérieures du rail avec les faces inférieures du plateau , d'autre part entre chacune des parois internes de la rainure avec chaque paroi de la jambe en « T » . 3. Banc d'expérimentation selon la revendication 2 caractérisé en ce les aimants du rail et du chariot sont placés de façon à s'opposer. 4. Banc d'expérimentation selon la revendication 2 caractérisé en ce que ces aimants sont dimensionnés de façon à produire un champ magnétique égal et opposé, de façon à disposer de champs magnétiques de même puissances entre : d'une part les deux champs magnétiques horizontaux à l'intérieur de la rainure recevant la jambe du « T », et d'autre part deux champs magnétiques verticaux entre les faces supérieures du rail et les faces inférieures du plateau. 5. Banc d'expérimentation selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'au bas de la jambe du chariot une platine est positionnée à l'horizontale de façon à retenir le chariot sur le rail.