La force de Laplace est une force d’origine électromagnétique qui permet de transformer de l’énergie électrique en énergie mécanique. Elle veut qu'en présence d’un champ magnétique, un conducteur parcouru par un courant se met en mouvement. Elle est à la base du fonctionnement des moteurs électriques.
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Si l'énergie électrique se transforme en énergie mécanique, on dit que la machine se comporte en mode "moteur". L'inverse est aussi possible et dans ce cas-là, la machine sera en mode "générateur". C'est le principe de fonctionnement des moteurs hybrides.
Mais pour faire le plus simple du monde : on a une bobine de fil : stator, dans laquelle on envoit un courant électrique. Ce courant créer un champ magnétique qui va faire tourner le rotor : vous avez votre moteur :) (mais dans le détail ça prends genre 30 heures de cours car il y a des dizaines de moteurs différents, et encore, on en ressort pas spécialiste).
Tout à fait.
Et une machine qui produit de l’énergie électrique via une énergie mécanique peut être qualifiée d’« alternateur ».
Oui, oui, c’est la même pièce qu’on retrouve dans vos véhicules : l’alternateur (indispensable dans les voitures) produit de l’électricité quand le moteur tourne, en exploitant directement la force de Laplace “inverse” (mouvement + champ = courant).
C’est pour ça qu’on recharge (presque) jamais la batterie bien qu’on utilise de l’électricité (feux, radios, voyants, vitres...). Lorsque le moteur tourne, de l’électricité “illimitée” est produite par l’alternateur. Moteur éteint, on consomme l’électricité de la batterie (limitée).
Si votre batterie se vide anormalement, vous avez dû abuser d’électricité moteur éteint (lumières de l’habitacle, feux, radio... oublié(es), radio allumée avec moteur éteint trop trop longtemps...), (ou bien il y a une défaillance quelque part). Ma batterie s’est entièrement vidée une fois parce que j’avais oublié d’éteindre la lumière de l’habitacle.
Rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme : l’énergie produite par l’alternateur est issue de l’énergie mécanique du moteur (rotations), issue de l’énergie produite par la combustion du carburant.
La transformation inverse est également possible : c’est la loi de Faraday. Lorsque le flux du champ magnétique varie au cours du temps au travers d’un circuit électrique, il y a apparition d’une tension dans le circuit. Pour faire varier le flux il est par exemple possible de faire varier le champ magnétique en mettant en mouvement un aimant.
A l’aide d’un aimant et d’un fil de cuivre, il est en principe possible d’allumer une ampoule. Relier le fil aux bornes de l’ampoule et en agitant l’aimant près du circuit, l’ampoule devrait s’allumer. Ça reste évidement une illustration de principe, je n’ai jamais tenté mais c’est certainement plus compliqué en pratique.
Tous les commentaires (37)
Si l'énergie électrique se transforme en énergie mécanique, on dit que la machine se comporte en mode "moteur". L'inverse est aussi possible et dans ce cas-là, la machine sera en mode "générateur". C'est le principe de fonctionnement des moteurs hybrides.
Mais pour faire le plus simple du monde : on a une bobine de fil : stator, dans laquelle on envoit un courant électrique. Ce courant créer un champ magnétique qui va faire tourner le rotor : vous avez votre moteur :) (mais dans le détail ça prends genre 30 heures de cours car il y a des dizaines de moteurs différents, et encore, on en ressort pas spécialiste).
Tout à fait.
Et une machine qui produit de l’énergie électrique via une énergie mécanique peut être qualifiée d’« alternateur ».
Oui, oui, c’est la même pièce qu’on retrouve dans vos véhicules : l’alternateur (indispensable dans les voitures) produit de l’électricité quand le moteur tourne, en exploitant directement la force de Laplace “inverse” (mouvement + champ = courant).
C’est pour ça qu’on recharge (presque) jamais la batterie bien qu’on utilise de l’électricité (feux, radios, voyants, vitres...). Lorsque le moteur tourne, de l’électricité “illimitée” est produite par l’alternateur. Moteur éteint, on consomme l’électricité de la batterie (limitée).
Si votre batterie se vide anormalement, vous avez dû abuser d’électricité moteur éteint (lumières de l’habitacle, feux, radio... oublié(es), radio allumée avec moteur éteint trop trop longtemps...), (ou bien il y a une défaillance quelque part). Ma batterie s’est entièrement vidée une fois parce que j’avais oublié d’éteindre la lumière de l’habitacle.
Rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme : l’énergie produite par l’alternateur est issue de l’énergie mécanique du moteur (rotations), issue de l’énergie produite par la combustion du carburant.
La transformation inverse est également possible : c’est la loi de Faraday. Lorsque le flux du champ magnétique varie au cours du temps au travers d’un circuit électrique, il y a apparition d’une tension dans le circuit. Pour faire varier le flux il est par exemple possible de faire varier le champ magnétique en mettant en mouvement un aimant.
A l’aide d’un aimant et d’un fil de cuivre, il est en principe possible d’allumer une ampoule. Relier le fil aux bornes de l’ampoule et en agitant l’aimant près du circuit, l’ampoule devrait s’allumer. Ça reste évidement une illustration de principe, je n’ai jamais tenté mais c’est certainement plus compliqué en pratique.
Sauf que c'est généralement le rotor (ce qui tourne) qui est constitué d'un bobinage de fil de cuivre et le stator (ce qui est immobile) qui est constitué d'un aimant. Tout simplement car il faut inverser la polarité du courant 2 fois par tour pour que moteur continue à tourner et c'est facile à faire en transmettant l'électricité au moyen de contacts qui frottent sur l'axe du rotor et chaque côté de l'axe est relié à une extrémité du fil électrique. En général on emploie des "charbons" pour les contacts qui appuient sur le rotor, qui sont faits dans un matériau un peu tendre pour assurer une bonne surface de contact et c'est souvent de là que viennent les pannes : vous entendrez dire que les charbons sont collés ou usés.
Non désolé, si tu veux aller au plus simple on parle de machines synchrones à aimants permanents. Elles se composent d’un stator comportant un bobinage qui est alimenté en triphasé et produit un champ magnétique tournant à la fréquence d’alimentation et d’un rotor où le champ magnétique est produit par des aimants permanents.
Source wiki (copier coller)
Et c'est pour ça que j'ai dit qu'il y en avait des dizaines : aimants permanents, non permanents, à 2 pôles, 6 pôles, 8 pôles, triphasé, monophasé, etc.
Cette anecdote a le gros avantage de donner une utilité soudaine aux cours de physique du collège dont certains auraient pu jusqu'ici douter de l'utilité, et sont donc très fiers de montrer qu'ils n'ont pas tout oublié (même si c'est manifestement un peu tard et leurs souvenirs sont un peu confus).
Le moteur le plus simple serait un moteur alimenté en triphasé ? Nous ne devons pas avoir la même notion de la simplicité alors. J'ai cherché "moteur électrique simple" sur Google, quand même, pour vérifier si je me faisais une fausse idée de la simplicité et je suis rassuré de constater que tous les schémas et les vidéos que j'ai trouvés comme exemples de moteurs électriques simples mettent en oeuvre une bobine de fil de cuivre qui tourne devant un aimant permanent grâce à un dispositif installé sur l'axe de la bobine pour changer le sens du courant quand elle tourne. C'est ce qui est important de comprendre : si le courant est toujours le même, l'lélectoaimant constitué par la bobine parcourue par un courant va s'aligner avec l'aimant permanent et une fois que son pôle Nord sera en face du pôle Sud de l'aimant permanent, il ne bougera plus. La découverte qui a permis de faire des moteurs électrique c'est ce dispositif qui permet d'inverser le sens du courant quand la bobine tourne pour que les pôles ne se trouvent jamais alignés. Et cette découverte a été faite à une époque où on ne parlait pas encore de courant triphasé.
Et dans tes sources, le stator est un aimant permanent ?
Aller mea-culpa, je suis ok :) C'était juste le "généralement" que je trouvais bizarre alors que je soulignais le fait qu'il y en a énormément.
Oui car on parle d'un moteur simple donc c'est une bobine et un aimant permanent, il n'y a pas plus simple.
Je disais "généralement" car c'est comme ça dans la plupart des petis moteurs qui nous entourent : mixer, perceuse, aspirateur, etc. En plus d'être la configuration la plus simple c'est aussi la plus courante. C'est aussi le cas dans les petites dynamo de vélo par exemple. Quand le stator est aussi un bobinage, comme dans une voiture, pour que ce soit plus efficace, on parle d'alternateur plutôt que de dynamo. Et je n'ai jamais vu de moteur dont le stator était un aimant permanent, et c'est pas faute d'en avoir démonté des appareils ! Peut-être dans des applications industrielles ?
Haha mais ok, j'ai cru que tu parlais d'aimant permanent pour le stator ! Bon, finalement on est sur la même longueur d'onde ^^
Et je te rejoins, jamais entendu parler.
Pour défendre la simplicité du moteur synchrone, je dirais qu'il y a parfois une confusion en ingénierie. En effet, ces derniers sont plus compliqué concernant leurs alimentation (et pilotage) en triphasé. Mais ils sont bien plus robustes car ils ne disposent pas de pièces d'usures tels que les balais.
Par intuition on pense que cette technologie est plus avancée et donc moins robuste, moins "rustique". Mais c'est en fait une conception bien plus solide surtout avec des aimants de qualités. Leur principe est aussi plus intuitif, un aimant qui tourne dans un champs électrique tournant. Tous simplement!
Les pannes d'alimentation sont par contre plus frequentes à cause de la création de courant triphasé. Mais ça reste tout de même plus fiable qu'un moteur monophasé (cf l'aérospatiale qui se tourne vers le synchrone/asynchrone/reluctance variable)
Oui je parlais d'aimants permanents pour le stator. Je crois que tu confonds le stator et le rotor. J'ai déjà expliqué tout ça précédemment.
Tu viens de dire que tu n'avais jamais vu de machines dont le stator était un aimant permanent.
La page Wikipedia cite, comme exemple d'utilisation des moteurs qui ont un rotor contenant des aimants permanents, les moteurs des ascenseurs très rapides pour immeubles de grande hauteur, car ces moteurs permettent des accélérations plus importantes. Je crois qu'on les utilise aussi dans les locomotives car ils sont plus puissants pour tenir dans la même largeur étant donné qu'on économise sur la longueur du rotor s'il n'y a pas de balais pour l'alimenter. C'est peut-être aussi ce qu'il y a dans les machines à laver le linge "direct drive" puisque c'est le tambour qui sert de rotor. En effet c'est surtout le principe, et éventuellement la maintenance, qui est plus simple pour ces moteurs. Car sinon ce sont des moteurs de haute technologie extrêmement complexes : pour obtenir des aimants très puissants, pour les assembler pour fabriquer le rotor, pour l'électronique de puissance qui pilote l'alimentation électrique, pour les concevoir de telle sorte que les aimants permanents ne se démagnetisent pas quand on les soumet à un champ magnétique important. La simplicité n'est qu'apparente et si on croit que c'est simple ça veut dire que les ingénieurs ont fait du bon travail pour résoudre tous les problèmes très complexes avant d'obtenir des moteurs synchrones satisfaisants.
C'est exact, il y a une faute de frappe dans mon commentaire, ce sont des moteurs sont le ROTOR était un aimant permanent que je n'ai jamais vus, comme je l'ai expliqué précédemment. J'espère que c'est la seule fois où j'ai fait la faute et que les lecteurs rectifieront d'eux mêmes pour que ça ne donne pas un résultat trop confus.
C'est mon deuxième commentaire :
fr.m.wikipedia.org/wiki/Machine_synchrone_%C3%A0_aimants_permanents
C'est là où j'expliquais une machine simple avec un rotor à aimant permanent.
Bref, bonne journée à toi.
Cette page explique que ce n'est pas simple et que c'est au contraire de la haute technologie. Ça doit être comme le fait d'utiliser deux pseudos différents pour me répondre, qui doit te paraitre simple alors que ça me paraît inutilement compliqué. Une bonne journée à toi aussi.
Je me suis connecté avec mon ordinateur en rentrant chez moi (chose que je n'ai pas fait depuis longtemps) et ça m'a connecté à un vieux compte que je n'utilise pas. Pour un scientifique qui décortique pleins de trucs, tu es vachement dans la confrontation (gratuite) plutôt que dans la discussion.
C'est mon dernier message, libre toi de continuer à t'embrouiller tout seul.