LOI de MEDHURST

Dans un solénoïde les spires sont souvent très proches les unes des autres, ceci n'est pas sans conséquences en courant variable. En effet ceci va induire 2 phénomènes :

- L'effet résistif
- L'effet capacitif

L'effet résistif :

Les spires étant très proches les électrons vont intéragir entre les spires : effet répulsif. Ceci va provoquer une diminution de l'épaisseur de peau (voir effet de peau) dans lequel circulent les électrons. Et donc augmenter la résistance du solénoïde.

Des expériences (MEDHURST) ont donné les résultats suivants :

d : Distance entre spires
s : Diamètre du fil émaillé
H : Hauteur du solénoïde
D : Diamètre du solénoïde
Phi : Facteur de perte dans le solénoïde

La résistance par effet de proximité peut alors s'écrire :

Rproxi=Phi*Rs

Rs : résistance par effet de peau

L'effet capacitif :

Les spires d'un solénoïde vont aussi agir comme des condensateurs.

Les résultats de MEDHURST donnent le graphe suivant :

La capacité totale d'un solénoïde est donc :

Cs(pF)=K x D(cm)

Conclusion :

Les spires d'un solénoïde engendrent des effets résistifs et capacitifs, ce qui va diminuer le facteur de qualité (voir facteur de qualité d'un circuit RLC) de nos bobines, et augmenter les pertes (effet joule).
C'est pour cela qu'il faut un rapport 1<H/D<5, et que le diamètre du fil doit être le plus grand possible.

Les calculs sont donnés dans TCPlan