Rotor entre les aimants
Un nom un peu complexe mais qui cache quelque chose d'assez simple...
(un peu de physique)
On peut facilement constater qu'un aimant aussi bien qu'un courant traversant un fil possèdent la propriété d'orienter une petite aiguille de boussole placée à proximité. En joignant de manière tangeante les orientations de l'aiguille de boussole en tout point, on obtient des lignes dont les configurations sont différentes de cas en cas: ce sont les lignes de champ magnétique.
Concernant l'orientation des lignes de champ produites par un courant rectiligne, on constate qu'elle obéit à la règle de la main droite: les lignes de champ tournent autour du courant comme les doigts de la main droite autour du pouce de cette dernière.
Pour décrire cette nouvelle force, on va dire: une particule chargée (un électron par exemple) en mouvement dans un champ magnétique subit une force. Cette force est perpendiculaire à la vitesse et au champ magnétique.
F= q*v*B (uniquement valable dans le cas où v est perpendiculaire à B)
où F désigne la force [Newton],
q la charge ([Coulomb],
v la vitesse [mètre/seconde]
et B le champ magnétique [Tesla= (Newton*seconde)/(Coulomb*mètre)]
C'est la force de "Lorenz".
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| Aimant permanent et ligne de champ |
Rotor entre les aimants |
Un aimant permanent produit un champ magnétique. A l'intérieur de celui-ci, on place un fil conducteur traversé par un courant et qui est en mouvement. Par le principe de Lorenz, un couple de force est crée. Ces forces font alors tourner un peu plus le rotor (partie cylindrique qui tourne).
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| Fil conducteur (rouge) sur un rotor | Force de Lorenz agissant sur le fil conducteur |
Oui mais voilà, une fois que l'on est plus bien aligné avec le champ magnétique, la force ne fait plus tourner le rotor car il se trouve dans une position d'équilibre. Il suffit de rajouter des "enroulements" pour qu'il y ait toujours un fil qui soit dans le champ magnétique! Il suffisait d'y penser...
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| Toujours avoir un conducteur dans le champ magnétique | Principe du commutateur; les parties noires sont les charbons qui alimentent les bobines (rouge et vert) |
Les moteurs que l'on utilisent sont basés sur les principes énumérés plus haut. Le seul petit problème, c'est qu'il faut alimenter chaque bobine un petit moment suivant sa position et pas tout le temps. On utilise pour cela un commutateur à charbon. Il est solidaire du rotor et est formé de petite plaque de cuivre qui sont reliées aux bobines (les "enroulements") un charbon fait le contact avec la source de courant.
Le variateur ne sert en fait "qu'a" gérer l'intensité du courant. La vitesse de rotation dépend du moment appliqué au rotor qui dépend de la force de Lorenz qui dépend du courant.
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