La plaque à induction

Exercice · niveau 3 (difficile) · électricité (MPSI), chapitre 8 — Les lois de l'induction

Énoncé

Une plaque à induction contient une bobine parcourue par un courant alternatif ( $\approx 25 k Hz$ ) sous le fond de la casserole.

Par quel mécanisme la casserole chauffe-t-elle (deux étapes) ?

Pourquoi seule une casserole ferromagnétique (acier, fonte) chauffe-t-elle bien ?

Pourquoi la plaque elle-même (le verre) reste-t-elle relativement froide ?

Corrigé

1. (i) Le courant alternatif crée un champ variable qui induit des courants de Foucault dans le fond de la casserole (Faraday) ; (ii) ces courants dissipent de l'énergie par effet Joule dans le métal : la casserole chauffe.

2. Un matériau ferromagnétique concentre le champ et présente une résistivité qui maximise les pertes Joule : l'induction y est efficace. Un récipient amagnétique (aluminium, verre) chauffe mal.

3. Le verre n'est pas conducteur : aucun courant induit, donc pas d'effet Joule. Il ne s'échauffe que par contact avec la casserole.

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