Principe De Fonctionnement Des Moteurs Et Génératrices Électriques (PARTIE 1)
I) Le Champ Magnétique
II) Les Moteurs Et Les Génératrices Électriques
Fonctionnent Sur Le Principe Des Aimants (Aimant Naturel)
III) Électroaimant
IV) Courant Électrique Induit D'une Bobine
V) Transformateur Électrique
VI) Génératrice Et Moteur A Courant Continu (Moteur Universel
Alternatif Compris)
VII) Generateur Et Moteur A Courant Alternatif (Moteur
Universel Non Compris)
1) Dynamo de vélo dont le rotor est un aimant
permanent (c.a.d un alternateur).
2) le rotor est un électroaimant alimenté en courant continu (l'alternateur de voiture)
a) Schémas électriques d'alternateurs automobiles
a1) Alternateur à une fiche D+
a2) Alternateur à 2 fiches, D+ et L
b) Différences entre l'alternateur de voiture et celui de vélo :
3) synchronisme
4) champ magnétique tournant
6) L’alternateur est un moteur synchrone
a) Branchement d'un alternateur de voiture pour en faire un moteur
synchrone triphasé (Principe de fonctionnement du moteur synchrone
triphasé)
b) Démarrage d'un moteur synchrone
7) Le moteurs synchrone devient asynchrone
a) Principe de fonctionement du moteur asynchrone
b) Démarrage du moteur asynchrones monophasé
b1) Moteur asynchrones monophasé à spire de FRAGER
b2) Moteur asynchrone monophasé à condensateur permanent
b3) Moteur asynchrone monophasé à condensateur de démarrage
b31) Avec coupleur centrifuge
b32) Avec relais électromagnétique
c) Branchement moteur de machine à laver asynchrone monophasé 230V
- Détermination des enroulements
- Moteur à condensateurs permanents
- Moteur avec coupleur centrifuge
- Moteur de machine à laver avec relais électromagnétique:
d) moteurs asynchrone triphasé
d1) Le champ tournant du moteurs asynchrone triphasé
d2) Branchement étoile (Υ) ou triangle (∆) du moteur asynchrone triphasé
d3) Branchement du moteur asynchrone triphasé étoile (Y) ou triangle (∆) d'aprés sa
plaque signalétique
d4) Branchement marche avant arrière ou arrêt (effet mémoire) du moteur
asynchrone triphasé
dd) Transformer un moteur triphase en monophase
e) moteur asynchrone en génératrice asynchrone ou la génératrice hypersynchrone
e1) le rotor de la génératrice asynchrone
e2) Amorçage de la génératrice asynchrone
e21) Auto amorçage de la génératrice asynchrone par condensateurs
e22) Auto amorçage de la génératrice asynchrone par aimant
e23) Génératrice asynchrone triphasé raccordée à un réseau électrique triphasé
e3) Production électrique d'une génératrice asynchrone à une fréquence de 50 Hz
e4) Génératrice asynchrone autonome (non reliée au réseau)
I) Le champ Magnétique
(ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique)
Les aimants ont un champ magnétique qui leur permet d'attirer les objets ferreux.
le champ magnétique peut se matérialiser avec de la limaille de fer placée autour d'un aimant.
le champ magnétique se présentent sous forme de boucles.
Les lignes de force vont du pôle nord au pôle sud, à l'extérieur de l'aimant.
Du pôle sud au pôle Nord à l'intérieur.
L'intensité d'un champ magnétique est mesurée en Gauss (G) ou Tesla (T).
L'intensité du champ diminue à mesure qu'augmente la distance à sa source.
Source : GreenFacts
II) LES MOTEURS ET LES GÉNÉRATRICES ÉLECTRIQUES FONCTIONNENT SUR LE PRINCIPE DES AIMANTS (aimant naturel)
Le champ magnétique des aimant les fait aussi interagir entre eux, ils s’attirent ou se repoussent.
Le pôle nord d'un aimant et le pôle sud d'un autre aimant s'attirent.
Le pôle nord de deux aimants ou le pôle sud de deux aimant se repoussent.
(Les moteurs électriques utilisent surtout le principe de répulsion des aimants pour tourner)
III) ÉLECTROAIMANT Tout déplacement de charge électrique, que ce soit dans le vide ou dans une matière conductrice crée un champ magnétique comme les aimants naturels.
Expérience d'Œrsted, la circulation d'un courant électrique dans un fil conducteur fait dévier l'aiguille d'une boussole, mettant en évidence la création d'un champ magnétique.
Pour utiliser ce phénomène physique il est utilisé des enroulements de fil conducteur (appelé bobine, bobinage, solénoïde) qui soumis à un courant électrique réagissent comme des aimants en ayant un champ magnétique avec un pôle sud et un pôle nord, d’où le nom d’électroaimant.
Les pôles de l'électroaimant sont définis par le sens du courant électrique et le sens d'enroulement du bobinage. Un courant électrique alternatif inversera alternativement les pôles de l'électroaimant.
Le nombre d'enroulement, le diamètre du fil conducteur et la grandeur du courant électrique supporté définissent la puissance de l'électroaimant.
IV) COURANT ÉLECTRIQUE INDUIT D'UNE BOBINE
(courants de Foucault) Une bobine est branchée sur un ampèremètre.
Un aimant est approché de la bobine. L’aiguille de l'ampèremètre bouge.
le champ magnétique de l'aimant induit dans la bobine un courant électrique. Une bobine soumise à un champ magnétique produit un courant électrique.
Les courants de Foucault, sont les courants électriques créés dans une masse conductrice, soit par la variation au cours du temps d'un champ magnétique extérieur traversant ce milieu (le flux du champ à travers le milieu), soit par un déplacement de cette masse dans un champ magnétique constant. Ils sont une conséquence de l'induction magnétique.
Ce phénomène a été découvert par le physicien français Léon Foucault en 1851.
V) TRANSFORMATEUR ÉLECTRIQUE
Le transformateur électrique fonctionne avec du courant alternatif. En utilisant un enroulement primaire et secondaire, Il applique la propriété d'induction de l'électroaimant dans un enroulement de fil conducteur. Le réseau EDF alimente en 240V alternatif le primaire autour du secondaire produisant du 12V alternatif.
Le changement de voltage entre le courant électrique d'entré et celui de sorti est obtenu par induction en jouant sur le diamètre du fil et le nombre de spirale des bobines primaire et secondaire.
Pour devenir du 12V en courant continu il peut ensuite être redressé par un pont de diodes
VI) GÉNÉRATRICE ET MOTEUR A COURANT CONTINU (moteur universel alternatif compris)
La dynamo est une génératrice de courant électrique continu et l'alternateur est une génératrice de courant électrique alternatif.
1) le disque dynamo
Un disque en métal tourne entre le pôle nord et le pôle sud d'un aimant (ou électroaimant alimenté en courant continu) en U. Deux connexions par frottement de balais avec des fils conducteurs sont faites sur le disque. Une sur l'axe en matière conductrice du disque et une autre sur la périphérie du disque en métal conducteur.
Les appareils de mesure démontrent la production d'un courant électrique continu.
Les mêmes faces du disque en métal conducteur sont exposées toujours au même pôles de l'aimant. Il n'y a pas d'alternance de pôle, c'est pourquoi le courant électrique est continu.
2) La dynamo à aimant permanent au stator
Dynamo à aimant permanent au stator à un seul enroulement au rotor, dont le rotor est entraîné en rotation par une force motrice extérieur.
Le courant continu d'une dynamo électrique à aimant permanent au stator est obtenu en maintenant face à face les mêmes pôles magnétiques du stator et du rotor. Il n'y a pas d'alternance de pôle magnétique, le pôle nord du stator doit toujours être en face du pôle nord du rotor et le pôle sud du stator doit toujours être en face du pôle sud du rotor.
C'est pour cela qu'a été inventé les balais (charbons) et le collecteur à lamelles sur le rotor.
Les balais et le collecteur à lamettes inversent le sens de circulation du courant électrique de la bobine du rotor à chaque demie arc de cercle du rotor et cela dans le cas de cette dynamo n'ayant qu'un enroulement au rotor connecter par deux lamettes au collecteur.
Pour accroître la puissance d'une génératrice ou d'un moteur à courant continu, il est nécessaire d'ajouter des enroulements au rotor est au stator. Cela permet au rotor d'avoir toujours un enroulement en face des aimants (ou électroaimant alimenté en courant continu) du stator. Et Pour augmenter le nombre d'enroulement indépendant, il faut ajouter des lamelles sur le collecteur.
3) Dynamo à électroaimant au stator (La dynamo automobile)
4a) moteur à courant continu avec aimant permanent au stator
C'est un moteur à excitation constante
Il suffit d'alimenter le rotor (et le stator lorsque c'est une bobinage) d'une dynamo en courant électrique continu et elle devient un moteur à courant continu.
Alimenté en courant électrique continu, le rotor devient un électroaimant, ainsi que le stator lorsque c'est un bobinage.
Grâce au collecteur, les mêmes pôles magnétiques du stator et du rotor se font toujour face. Les pôles du stator et du rotor s'opposent alors continuellement, se qui entraîne le rotor en rotation.
4b) moteur à courant continu à bobinage au stator
4b1)Les aimants du stator sont remplacés par des bobinages (électroaimants) inducteur.
5) Le moteur à courant continu à excitation série est le moteur universel
Le
moteur électrique universel peut fonctionner avec du
courant continu ou du courant alternatif.
VII) Generateur Et Moteur A Courant Alternatif(Moteur Universel Non Compris)
1) Dynamo
De Vélo Dont Le Rotor Est Un Aimant Permanent (c.a.d un alternateur)
Différents positionnements de l'aimant et de la bobine d'induction de la "dynamo" magnéto alternateur de vélo avec aimant permanent au rotor:
L'aimant de l'alternateur peut faire un mouvement de va-et-vient, tourner autour, à l'intérieur ou au-dessus d'une bobine(s). Dans tous ces cas le bobinage subit alternativement le champ magnétique des différents pôles de l'aimant et cela crée un courant alternatif dans la bobine. La "dynamo" magnéto de vélo de ce type produit du courant alternatif, c'est un alternateur.
L’avantage est qu'il n'y a pas de balais (charbon) et de collecteur.
Une dynamo produit du courant électrique continu et un alternateur de l'alternatif.
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