Moteur électrique Le stator est la partie fixe du moteur.

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1 Moteur électrique Le stator est la partie fixe du moteur.
Il est constitué par 2 électroaimants juxtaposés tel que l'espace entre eux soit de forme cylindrique.

2 Moteur électrique Dans l'espace entre les 2 électroaimants se trouve la partie mobile du moteur, le rotor. Il est constitué par un noyau de fer cylindrique, mobile autour de son axe. Dans l'entrefer, le champ magnétique est radial et d'intensité constante.

3 Moteur électrique Une spire enroulée autour du noyau de fer est parcourue par un courant électrique d'intensité I. Dans l'entrefer ce courant circulant à travers le champ magnétique est soumis à des forces de Laplace. Trouver les!

4 Moteur électrique Dans l'entrefer la spire est soumise à un couple de forces (F1, F2). Ce couple a pour effet de tourner le rotor autour de son axe.

5 Moteur électrique Le rotor continue à tourner autour de son axe.

6 Moteur électrique Le rotor continue à tourner autour de son axe. Les conducteurs soumis à la force de Laplace se déplacent finalement dans un champ de sens inversé par rapport au champ initial. Quel est le sens des forces de Laplace sur la spire?

7 Moteur électrique Les forces de Laplace sur la spire agissent dans le sens inverse par rapport au sens initial. Le rotor ne pourra pas continuer à tourner, à moins que...

8 Moteur électrique ... le sens du courant ne soit inversé!
Pour que le rotor ne s'arrête pas de tourner il faudra changer le sens du courant dans la spire à chaque demi-tour. En quelle position exacte de la spire le courant doit-il être inversé?

9 Moteur électrique Voici la position que la spire occupe à chaque demi-tour et dans laquelle le courant s'inverse. Comment est-ce qu'on réalise de changement du courant? Et comment est-ce qu'on amène le courant dans le spire en rotation?

10 Moteur électrique Le commutateur est constitué par deux demi anneaux de cuivre reliés chacun à l'une des extrémités de la spire. Il fait partie du rotor. Les fils de connexion fixes sont reliés à deux balais de charbon pressés contre les demi anneaux au moyen de petits ressorts (contacts glissants).

11 Moteur électrique Le courant s'est inversé dans la spire et le rotor restera en rotation!

12 Moteur électrique Cette position correspond au point mort du rotor. Le commutateur court-circuite l'alimentation de la spire. Celle-ci n'est plus parcourue par le courant. Aucun couple ne s'exerce sur elle. A cause de son inertie le rotor tournera au-delà de cette position. Mais il n'y démarrera pas.

13 Moteur électrique Les forces F1 et F2 sont faibles (B=0,1T, I=1A, l=0,1m). Le moment du couple est donc faible (d=0,1m), de même que la puissance mécanique fournie par le moteur (N=3000tr/min). Comment augmenter cette puissance?

14 Moteur électrique En munissant le rotor non pas d'une seule spire mais d'une bobine avec N spires, le moment et la puissance mécanique du moteur deviennent N fois plus grands (N=300). Quelle est la forme du noyau de fer du rotor?

15 Moteur électrique Comme les nombreuses spires du rotor nécessitent un certain espace le noyau de fer présente deux larges encoches. On dit qu'il a la forme d'un double-T. Ensemble avec la bobine il constitue un électroaimant. Où se trouvent les pôles N et S du rotor?

16 Moteur électrique Le rotor possède deux pôles: il est bipolaire.
Montrer que les forces magnétiques entre les pôles du stator et celles du rotor contribuent à la rotation!

17 Moteur électrique Dans cette position, les pôles du rotor sont repoussés par ceux du stator.

18 Moteur électrique En pratique le rotor comprend plusieurs bobines, décalées les unes par rapport aux autres. Il s'agit d'un rotor multipolaire. Quel en est l'avantage?