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Concept
Câble électrodynamique
Résumé
Un câble électrodynamique est un long câble conducteur électrique fixé à un engin spatial captif, fonctionnant selon les principes de l'électromagnétisme. Un câble électrodynamique peut être utilisé pour remplir deux types de fonctions :
générateur électrique, dont la fonction est de convertir l'énergie cinétique de l'engin spatial en énergie électrique,
moteur électrique, dont la fonction est de convertir de l'énergie électrique fournie par l'engin spatial en énergie cinétique.
Les éléments ci-dessous sont tirés du Tethers in Space Handbook de la NASA.
On considère un engin spatial en orbite autour d'un objet céleste doté d'un champ magnétique (typiquement celui de la Terre, mais cela s'applique pour tout autre objet céleste présentant cette caractéristique). L'engin spatial est doté d'un câble conducteur, stabilisé par gradient de gravité. Le mouvement du câble conducteur électrique au travers du champ magnétique de l'objet céleste génère une force électromotrice, laquelle peut être calculée de la manière suivante :
Où :
est la force électromotrice ;
est la vitesse du câble par rapport au champ électromagnétique de l'objet céleste considéré ;
est l'induction magnétique du champ électromagnétique de l'objet céleste considéré ;
est un élément infinitésimal de longueur du câble de longueur , orienté dans le sens positif du courant.
Dans le cas où le câble est rectiligne et perpendiculaire au champ magnétique sur la totalité de sa longueur, l'équation se simplifie de la manière suivante :
et alors on peut écrire :
Où :
est l'angle entre et .
Lorsque le courant électrique circule dans le câble, une force est produite dans ce même câble, et peut s'écrire de la façon suivante :
Où :
est l'intensité électrique.
De même que précédemment, dans le cas où le câble est rectiligne et perpendiculaire au champ magnétique sur la totalité de sa longueur, l'équation se simplifie de la manière suivante :
soit :
Où :
est l'angle entre et .
Source officielle
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