Application : les moteurs électriques
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De quoi est composé un moteur électrique ? Comment fonctionne-t-il ?
Le moteur électrique est constitué
principalement :
• d’une partie fixe constituée
d’un aimant, le
stator ;
• d’une partie mobile, constituée de plusieurs
fils actifs, le
rotor ;
• d’un collecteur, qui permet au
courant de circuler, par l’intermédiaire de
balais.
Les fils du collecteur sont connectés à la sortie
du moteur.
Le champ magnétique crée par l’aimant est perpendiculaire en tout point au courant qui circule dans chacun des fils actifs.
Les bobinages sont perpendiculaires au plan de la figure.
Lorsqu’un courant continu circule dans un fil, il se
créé une force appelée force de
Laplace. Cette force n’existe que lorsque le fil
est plongé dans un champ magnétique.
La valeur de cette force est proportionnelle à
l’intensité du courant
I, à la valeur du champ
magnétique B et à la
longueur L du conducteur qui subit la
force.
Nous avons vu que : F = I.L.B lorsque le champ magnétique et le courant sont perpendiculaires.
La direction et le sens de cette force dépendent de la
direction et du sens du champ magnétique et du
courant.
Ils sont déterminés par la règle des trois
doigts.
Deux points du fil diamétralement opposés
subissent deux forces de même direction et de
même valeur.
Pour que leur sens soit opposé, il faut que le sens du
courant change lorsque le fil a fait un demi-tour autour de
l’axe.
Dans le moteur à courant continu, le rotor est
constitué de plusieurs fils actifs. Chaque partie du fil
est soumise à une force de Laplace qui entraîne le
fil dans un mouvement de rotation.
Le passage du courant dans les spires est assuré par les
balais, par contact avec les fils.
La circulation, une fois dans un sens, une fois dans
l’autre, du courant électrique, est assurée
par le système « collecteur -
balais ».
L’énergie électrique a
été transformée en énergie
mécanique cinétique.
L’axe du moteur est généralement
relié à un système qui utilise cette
énergie mécanique.
Par exemple, on peut enrouler un fil relié à une
petite masse sur l’axe.
Avec la rotation du moteur, la petite masse est
entraînée : son énergie potentielle
varie.
L’énergie mécanique
cinétique a été
transformée en énergie mécanique
potentielle.
Le moteur électrique est constitué d’un aimant, le stator, et de fils actifs, le rotor, qui sont mobiles à l’intérieur de l’entrefer de cet aimant.
De l’énergie électrique est transformée en énergie mécanique.
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