Les moteurs à courant alternatif sont des dispositifs électromagnétiques qui ont un courant alternatif comme source d'énergie. Leur fonction est de convertir l'énergie mécanique en énergie électrique pouvant effectuer un travail. Ils fonctionnent sur le principe de la loi d'induction de Faradays, qui stipule qu'un champ magnétique qui change rapidement produit une force électromotrice ou une tension induite.

Contexte

Nikola Tesla a inventé le premier moteur à courant alternatif. Il a d'abord travaillé pour Thomas Edison, dont la société était le principal constructeur de systèmes à courant continu. Ils se sont disputés sur la défense des courants alternatifs par Tesla comme une source de pouvoir, et il a quitté l'entreprise. Il a vendu son brevet d'un système de courant alternatif au rival d'Edison, George Westinghouse. La vision de Tesla a fini par l'emporter sur celle d'Edison. La société d'Edison devint plus tard connue sous le nom de General Electric.

Induction électromagnétique

Elles sont basées sur la loi d'induction de Faradays, qui stipule qu'un champ magnétique changeant rapidement produit une force électromotrice induite. Les forces électromotrices sont des tensions.

Les fils qui transportent du courant produisent des champs magnétiques. Michael Faraday a découvert que lorsqu'un fil est dans un champ magnétique changeant, un courant est induit comme s'il y avait une source de force électromotrice. Plus le champ changeant est rapide, plus l'emf générée est grande.

Construction

Les deux types les plus courants sont l'induction et le synchrone.

Les moteurs à induction sont sans balai. La source magnétique est un électro-aimant qui utilise la même tension induite que les bobines.

Les moteurs synchrones tournent à la même vitesse que le champ magnétique. Ceci est fait en utilisant une partie DC dans le stator ou le rotor. Le stator peut utiliser des aimants permanents ou le courant dans les bobines du rotor est manipulé pour fonctionner dans le même sens, au lieu de commuter.

Les moteurs à induction sont plus couramment utilisés. Ils sont plus simples à fabriquer, moins coûteux à produire et assez robustes.

Back EMF

Parce que les moteurs sont des générateurs qui fonctionnent en marche arrière, ils produisent une force électromotrice comme le font les générateurs. Cela s'appelle une force électromotrice et n'apparaît pas immédiatement quand un moteur est allumé. La force contre-électromotrice est une conséquence de la loi de Lenz, qui stipule qu'une force électromotrice induite produit un flux magnétique qui résiste au changement. La force électromotrice arrière réduit le courant dans la boucle, ralentissant ainsi le moteur et augmente au fur et à mesure que la vitesse du moteur augmente. Quand une charge n'est pas présente, elle devient presque égale à la taille de la tension d'entrée. La charge travaille également à ralentir le bas, et ainsi les exigences de puissance du moteur augmente. Cela contribue au gaspillage d'énergie et à l'inefficacité de leur fonctionnement.

Utilisations

La plupart des moteurs sont en courant alternatif. Ils se trouvent dans les réfrigérateurs, les trains, les ordinateurs, les disques durs, les machines industrielles, les appareils ménagers et de nombreux autres appareils électroniques. Ils sont utilisés dans certains moteurs de véhicules électriques et hybrides.