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Concept
Accélérateur MHD
Résumé
Un accélérateur MHD (magnétohydrodynamique) est un convertisseur MHD qui met en mouvement un fluide conducteur, grâce à un champ électrique et un champ magnétique combinés.
Le principe de base est le même que celui d'un moteur électrique. Tous deux possèdent un inducteur (électroaimant) générant un champ magnétique dans un induit.
Dans le cas d'un moteur conventionnel, cet induit est solide : c'est une bobine constituée d'un enroulement de fil métallique.
Dans le cas d'un accélérateur MHD, cet induit est fluide : liquide conducteur (eau salée, métal liquide) ou gaz ionisé (appelé plasma).
Les accélérateurs MHD n'utilisent donc pas de pièce mécanique mobile, contrairement aux moteurs électriques traditionnels, ils convertissent directement l'énergie électromagnétique en énergie cinétique. Un fluide est mis en mouvement dans un champ magnétique, par un champ électrique débitant un courant électrique aux bornes d'électrodes immergées dans le fluide.
Sans champ magnétique, la présence d'un champ électrique (électrostatique) les particules chargées d'un fluide conducteur par la force électrostatique (selon la loi de Coulomb) :
Le sens de cette force est opposé pour les particules positives (accélérées du + vers le -) et les particules négatives (accélérées du - vers le +). Le fluide (par exemple un gaz ionisé ou plasma) est dans ce cas globalement neutre et reste statique. Dans le cas particulier où une seule espèce chargée est extraite d'un plasma (par exemple les électrons) et temporairement stockée, le plasma n'est plus neutre et les ions positifs restants peuvent être accélérés électrostatiquement, avec le reste du fluide par le jeu des collisions ion-ion et ion-neutre : c'est le principe du moteur ionique.
Dans le cas où un champ magnétique est présent, les particules chargées accélérées par un champ électrique au sein de ce champ magnétique subissent une force électromagnétique dite force de Lorentz selon l'équation :
Le sens de cette force dépend de la charge q, il est donc inverse pour les particules positives et les particules négatives.
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