Différences entre les pages « Cuisson solaire d'un poulet avec un réflecteur cylindro-parabolique » et « Sonnette électro-mécanique »

Version du 30 novembre 2019 à 11:33

On va fabriquer une sonnette électrique, ancien modèle, celle des tireurs de sonnette de Doineau.

Auteur Occitan | Dernière modification 26/01/2021 par Occitan

Difficulté

Technique

Durée

8 heure(s)

Disciplines scientifiques

Electricité, Physique

On va fabriquer une sonnette électrique, ancien modèle, celle des tireurs de sonnette de Doineau.

Difficulté

Technique

Durée

8 heure(s)

Disciplines scientifiques

Electricité, Physique

Licence : Attribution (CC-BY)

Sonnette_lectro-m_canique_P1010101_.JPG

Video d'introduction

Mp4

Sonnette .mp4

Étape 1 - Constitution de la sonnette

La photo 1 présente l'ensemble des pièces:

- une planchette support

- un fléau

- un contact

- un électro-aimant

- un verre qui sert de timbre

- le support du verre

Deux éléments sont essentiels:

- L' électro-aimant (photo 2) est constitué par des spires de fil émaillé enroulées sur un noyau de fer doux (clou ordinaire). L'ensemble est tenu par un domino d'électricien à 3 contacts. Le contact central est relié au clou et des deux autres contacts sont reliés aux extrémités du fil émaillé.

- Le fléau (photo 3) est constitué par une partie élastique (corde à piano) et par une partie massive. L'ensemble constitue un pendule élastique. Des dominos d'électricien servent à retenir l'ensemble.

Sonnette lectro-m canique P1010089 3.JPG

Sonnette lectro-m canique P1010089 2.JPG

Étape 2 - Fonctionnement

Le fléau et l'électro-aimant sont montés sur la planchette support (photo 1 et 2).

Sur ces photos 1 et 2 on teste le fonctionnement de l'électro-aimant:

- Photo 1, l'alimentation électrique n'est pas branchée et on note que'il y a un espace entre le clou et le fléau.

- Photo 2, l'électro-aimant est alimenté et on observe que le fléau est attiré par le clou aimanté et se colle sur lui.

Dés que le courant est coupé, le clou n'attire plus le fléau qui revient à sa place sous l'effet de la partie ressort du fléau. Il y a à nouveau un espace entre le clou et le fléau.

Si on plaçait le verre sur son support comme sur la figure 4, celui-ci tinterait à chaque fois que le clou attire le fléau, heurté par la partie massive du fléau.

Si on s'arrête là, notre sonnette a peu d'intérêt car il faut l'entretenir manuellement...

C'est le moment de rajouter un contact sur le fléau et de réaliser le circuit de la photo 3. Ce circuit va faire automatiquement ce que l'on faisait manuellement: alimenter l'électro-aimant puis couper le courant...etc

Son fonctionnement est facile à comprendre avec les explications précédentes

- quand le fléau est relâché, l'électro-aimant est à nouveau alimenté et le fléau repartvers le verre

- Dès que le fléau repart, l'électro-aimant n'est plus alimenté et le fléau revient

Avec ce circuit, on a fabriqué un système auto-entretenu qui ne s'arrête que lorsqu'on débranche la pile.

Étape 3 - Quelques points particuliers

Qu'est-ce qui détermine la fréquence du fléau ?

Qu'est-ce qui détermine le timbre à chaque frappe du marteau ?

Étape 4 - Un peu de culture

Je n'ai pas pu résister à mettre cette photo de Robert Doisneau qui date de 1934.

On y voit une bande d'écoliers taquins qui appuient sur le bouton d'une sonnette et partent ensuite rapidement pour se cacher....

Et à l'autre bout, dans un appartement, retentit probablement une sonnette tout à fait semblable à celle que nous avons réalisée.... Une sonnette bien électro-mécanique, sans électronique, sans informatique....

Dernière modification 26/01/2021 par user:Occitan.

Commentaires

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 {{Tuto Details
-|Main_Picture=Cuisson_solaire_d_un_poulet_avec_un_r_flecteur_cylindro-parabolique_DSC01982_.JPG
+|Main_Picture=Sonnette_lectro-m_canique_P1010101_.JPG
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-|Description=On fabrique 3 réflecteurs cylindro-paraboliques pour faire griller un poulet au soleil.
+|Description=On va fabriquer une sonnette électrique, ancien modèle, celle des tireurs de sonnette de Doineau.
-|Disciplines scientifiques=Optical, Physics
+|Disciplines scientifiques=Electricity, Physics
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-{{Introduction
+{{Introduction}}
-|Introduction='''Voici une expérience de cuisson solaire très spectaculaire.'''
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+|VideoType=Mp4
-'''En été, avec ces 3 paraboles, on peut cuire 2 poulets en 1H30 !'''
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-'''C'est une expérience idéale pour les fêtes entre amis ou en colonies de vacances... mais de préférence en Juillet / Aout... pas en Septembre...'''
-'''Succès garanti !...et de nombreuses questions en perspective !'''
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 {{Materials}}
 {{Tuto Step
-|Step_Title=Le matériel
+|Step_Title=Constitution de la sonnette
-|Step_Content=Comme on peut le voir sur la photo, les trois paraboles nécessaires pour la cuisson du poulet sont réalisées à partir de 3 guides en contre-plaqué et de 3 feuilles d'aluminium laminé. Les planches de contreplaqué ainsi que les feuilles d'aluminium peuvent être achetées dans la plupart des magasins de bricolage.
+|Step_Content=La photo 1 présente l'ensemble des pièces:
+- une planchette support
-Attention de bien choisir les feuilles d'aluminium parmi toutes celles proposées. Normalement la face miroir est protégée par un film protecteur. Faire également attention que les feuilles ne soient pas abîmées et ne présentent pas de plis.
+- un fléau
+- un contact
-On trouvera toutes les explications théoriques et pratiques dans le livret d'accompagnement de l'activité: [<big>'''<u>[http://www.wikidebrouillard.org/images/c/c0/Cuisson_solaire_paraboles.pdf fichier pdf]</u>'''].</big>
+- un électro-aimant
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=La fabrication des paraboles
-|Step_Content=On fabrique d'abord les 3 réflecteurs cylidro-paraboliques. Pour cela, on trace les 3 profils, comme indiqué dans le livret d'accompagnement. Puis, on découpe ces profils à l'aide d'une scie sauteuse. Enfin, on assemble les guides deux par deux.
-Il ne reste plus qu'à déposer les feuilles d'aluminium sur les guides. Comme ces feuilles ont une épaisseurde 0.5 mm, elles se plient et épousent parfaitement la forme des guides.
+- un verre qui sert de timbre
-On dispose alors de 3 paraboles de focale environ 2 mètres, ce qui signifie que le soleil va se concentrer aux foyers situés à 2 mètres de la parabole.
+- le support du verre
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Avant les premiers essais
-|Step_Content=C'est le moment de mettre des lunettes de soleil. En effet, la luminosité des objets placés au foyer est très importante !
-'''Et évidemment, il ne faut surtout pas mettre ses yeux au foyer !'''
+Deux éléments sont essentiels:
-'''Si des enfants sont présents, il faut sécuriser les abords par des cordes ou des barrières. Attention aux tout-petits qui ont leurs yeux à la hauteur du poulet !'''
+- L' électro-aimant (photo 2) est constitué par des spires de fil émaillé enroulées sur un noyau de fer doux (clou ordinaire). L'ensemble est tenu par un domino d'électricien à 3 contacts. Le contact central est relié au clou et des deux autres contacts sont reliés aux extrémités du fil émaillé.
-En fait, sécurisé par une barrière et équipé de lunettes de soleil lorsque l'on est proche, il n'y a pas de risque !
+- Le fléau (photo 3) est constitué par une partie élastique (corde à piano) et par une partie massive. L'ensemble constitue un pendule élastique. Des dominos d'électricien servent à retenir l'ensemble.
-Contrairement aux yeux, il n'y a pas vraiment de risques de brûlures. Vous pouvez mettre votre main au foyer. Certes, c'est chaud, mais on a largement le temps de retirer la main.
+<br />
+|Step_Picture_00=Sonnette_lectro-m_canique_P1010358_.JPG
+|Step_Picture_01=Sonnette_lectro-m_canique_P1010089_3.JPG
+|Step_Picture_02=Sonnette_lectro-m_canique_P1010089_2.JPG
 }}
 {{Tuto Step
-|Step_Title=Premier essai sur un écran
+|Step_Title=Fonctionnement
-|Step_Content=On place une parabole face au soleil et on l'incline de façon à amener la tache focale à l'endroit désiré. On peut utiliser une simple tige pour régler l'inclinaison et caler la parabole dans la position désirée.
+|Step_Content=Le fléau et l'électro-aimant sont montés sur la planchette support (photo 1 et 2).
-Dans un premier temps, il est intéressant d'observer la tache focale sur un écran (planche ou carton). Si on a bien travaillé en traçant et découpant les profils paraboliques, la largeur de la tache ne doit pas dépasser 15 cm pour une focale de 2 mètres. C'est très suffisant pour faire cuire un poulet et même le faire dorer.
-Mais, attention, ça peut s'enflammer ! Lorsque les 3 paraboles sont focalisées au même endroit, il y a près de 800 Watts répartis sur une surface de 40 cm x 15 cm ! Vous allez voir que votre écran noircit très vite...
+Sur ces photos 1 et 2 on teste le fonctionnement de l'électro-aimant:
-C'est aussi le moment de mettre la main pour voir comment ça fait... il n'y a pas de risque, mais ne pas insister quand même !
+- Photo 1, l'alimentation électrique n'est pas branchée et on note que'il y a un espace entre le clou et le fléau.
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Premier essai sur un poulet
-|Step_Content=Attendre d'avoir une belle journée d'été sans nuages.
-Prendre un beau poulet fermier et bien le farcir. Le placer sur une broche horizontale sur une petite table. Placer à l'arrière une plaque lèche frite de four, pour arrêter les rayons qui ne sont pas arrêtés par le poulet (sécurité). Une rôtissoire comme celle de la photo serait idéale.
+- Photo 2, l'électro-aimant est alimenté et on observe que le fléau est attiré par le clou aimanté et se colle sur lui.
-On commence par exemple la cuisson vers midi. On place les paraboles face au soleil et le poulet devant les paraboles. Puis on règle les inclinaisons des 3 paraboles pour confondre les 3 taches focales sur le poulet... qui ne va pas tarder à avoir très chaud !
-Bien sûr, on va constater que la terre tourne et que la direction du soleil change. La tache focale va se déplacer. Mais, même pour une cuisson commencée à midi, ce n'est pas trop fatiguant de suivre...On a même le temps de siroter sa boisson préférée entre deux réglages...
+Dés que le courant est coupé, le clou n'attire plus le fléau qui revient à sa place sous l'effet de la partie ressort du fléau. Il y a à nouveau un espace entre le clou et le fléau.
-}}
-{{Tuto Step
-|Step_Title=Explications
-|Step_Content='''Taille de la tache focale'''
-La « tache focale » est rectangulaire. La grande longueur correspond à peu près à la largeur des réflecteurs cylindro-paraboliques, soit environ 40 cm dans notre cas. Dans cette dimension en effet il n’y a pas de concentration des rayons, comme expliqué dans le livret d'accompagnement.
-Dans l’autre direction on devrait retrouver une taille déterminée par la taille angulaire du soleil (0.5°) et par la distance focale (2 mètres). On devrait donc avoir 2 x tan (0.5°) = 1,8 cm.
-Or, on constate que l’on a plus de 10 cm ! Qu’est ce qui provoque un tel élargissement ?
-Eh bien,dans le vocabulaire des opticiens qui fabriquent des optiques de précision, il y a par ordre d'entrée en scène:
-* la diffraction (un faisceau est     dévié quand la lumière rencontre un obstacle)
-* les aberrations optiques (une     parabole ne permet pas de réfléchir tous les rayons pour qu'ils arrivent     tous sur le même point cible)
-* la précision de fabrication     (alors là !)
-Dans notre cas, le premier terme est très faible et le second représente quelques centimètres. Par contre, c'est bien la précision de réalisation de notre parabole qui est déterminante. Alors, appliquez-vous pour le traçage de la parabole et la découpe à la scie sauteuse. Quelques millimètres d'erreur et c'est un peu de concentration qui est perdue...
+Si on plaçait le verre sur son support comme sur la figure 4,  celui-ci tinterait à chaque fois que le clou attire le fléau, heurté par la partie massive du fléau.
-Pour le fun: Quand les vrais opticiens réalisent des miroirs de précision, ils font des erreurs de quelques dizaines de nanomètres seulement ! Heureusement, ils ne travaillent pas à la scie sauteuse !
-'''Le mode de cuisson du poulet'''
+Si on s'arrête là, notre sonnette a peu d'intérêt car il faut l'entretenir manuellement...
-La façon dont le poulet cuit est tout à fait remarquable. J'avoue que la première fois que j'ai fait l'expérience, je n'avais pas la moindre idée de la façon dont ça allait se passer...
-Lorsque l'on fait cuire un poulet au four ou devant un feu de bois, il faut faire attention à ne pas le faire brûler avant qu'il ne soit cuit à l'intérieur. En effet, le rayonnement infra-rouge produit par un four est arrêté d'abord au niveau de la peau et est transformé en chaleur. Avec les infra-rouges, il est très facile d'obtenir un poulet bien grillé.
+C'est le moment de rajouter un contact sur le fléau et de réaliser le circuit de la photo 3. Ce circuit va faire automatiquement ce que l'on faisait manuellement:  alimenter l'électro-aimant puis couper le courant...etc
-Dans notre cas de cuisson solaire, la majorité de l'énergie se trouve non pas dans l'infra-rouge, mais dans la partie visible du spectre solaire. Or, il se trouve que cette lumière visible est peu arrêtée par la peau du poulet et pénètre en profondeur. Cette lumière visible arrêtée par l'épaisseur des tissus et par les os est bien sûr transformée en chaleur, mais en profondeur. On voit d'ailleurs l'ébullition des fluides à l'intérieur du poulet.
+Son fonctionnement est facile à comprendre avec les explications précédentes
-Donc, notre poulet cuit d'abord en profondeur et ne grille que très peu en surface. Que peut-on faire pour le faire griller ?
+- quand le fléau est relâché, l'électro-aimant est à nouveau alimenté et le fléau repartvers le verre
-Tout simplement on le badigeonne avec un "roux" du type arôme Patrel que les cuisiniers connaissent bien. Mais attention, ce n'est pas de la triche: ce n'est pas le roux qui va lui donner l'aspect de grillé, mais la chaleur du soleil !
+- Dès que le fléau repart, l'électro-aimant n'est plus alimenté et le fléau revient
-Pourquoi ? Tout simplement parce que la coloration brune apportée par le "roux" est suffisante pour arrêter les rayons visibles en surface et provoquuer l'échauffement de la peau. Le poulet grille alors en surface.
-En tout cas, quand on a vu le poulet cuire de l'intérieur, on a envie de faire attention à la plage. Avant bronzage, le rayonnement pénètre en profondeur. Après bronzage, la mélanine arrête bien les rayons en surface, mais ce sont alors les rayons ultra-violets qui provoquent des brûlures photochimiques de la peau !
+Avec ce circuit, on a fabriqué un '''système auto-entretenu''' qui ne s'arrête que lorsqu'on débranche la pile.
-Soyez sûr que lorsque vous irez à la plage, cette image du poulet en train de cuire ne vous quittera plus...
+<br />
+|Step_Picture_00=Sonnette_lectro-m_canique_P1010093_.JPG
+|Step_Picture_01=Sonnette_lectro-m_canique_P1010094_.JPG
+|Step_Picture_02=Sonnette_lectro-m_canique_P1010099_.JPG
+|Step_Picture_03=Sonnette_lectro-m_canique_P1010101_.JPG
 }}
 {{Tuto Step
-|Step_Title=Questions sans réponse
+|Step_Title=Quelques points particuliers
-|Step_Content=Est-ce que les rayons ultra-violets jouent un rôle dans ce type de cuisson ?
+|Step_Content=Qu'est-ce qui détermine la fréquence du fléau ?
-Certes, c'est principalement l'énergie calorifique des rayons qui provoque l'échauffement à l'intérieur du poulet. Mais les UV par contre sont capables de provoquer des réactions photo-chimiques.
-Est-ce que des protéines subissent des réactions photochimiques qui les transforment ? Je n'ai pas la réponse...
-En tout cas, lors de toutes les cuissons réalisées, les poulets étaient délicieux et jamais personne n'a été malade !
+Qu'est-ce qui détermine le timbre à chaque frappe du marteau ?
 }}
 {{Tuto Step
-|Step_Title=Quelques liens internet
+|Step_Title=Un peu de culture
-|Step_Content=<u>[http://fr.wikipedia.org/wiki/Four_solaire Cuisson solaire]</u>
+|Step_Content=Je n'ai pas pu résister à mettre cette photo de Robert Doisneau qui date de 1934.
-<u>[http://micsolaire.canalblog.com/ site sur cuiseurs solaires]</u>
+On y voit une bande d'écoliers taquins qui appuient sur le bouton d'une sonnette et partent ensuite rapidement pour se cacher....
-<u>[http://fr.wikipedia.org/wiki/Four_solaire_d'Odeillo Four solaire d'Odeillo]</u>
-<u>[http://www.astrosurf.com/gap47/T400/Machine/1-machines-histoire.htm Polissage des miroirs]</u>
+Et à l'autre bout, dans un appartement, retentit probablement une sonnette tout à fait semblable à celle que nous avons réalisée.... Une sonnette bien électro-mécanique, sans électronique, sans informatique....
-<u>[http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/medecine-1/d/soleil-risques-et-dangers_102/c3/221/p1/ Dangers et bienfaits du soleil pour le corps]</u>
+<br />
+|Step_Picture_00=Sonnette__lectro-m_canique_Doisneau.jpg
 }}
 {{Notes}}