Par Andrea Becker
Mis à jour le 24 mars 2022
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Presque inévitablement, vous rencontrerez un jouet qui ne bouge plus ou la frustration d’un petit enfant face à un gadget cassé. Même si vous pouvez réparer le jouet, la vraie question est de savoir comment une bobine de fil transforme l'énergie électrique en mouvement. Les moteurs électriques sont les bêtes de somme cachées derrière les appareils du quotidien, des voitures aux horloges en passant par les ventilateurs de refroidissement des ordinateurs.
Le cœur d'un moteur est le rotor, une armature cylindrique qui tourne. Autour de lui se trouve le stator, qui contient des enroulements en cuivre isolés. Lorsque le courant traverse le stator, il crée un champ magnétique qui entraîne le rotor en rotation. Dans de nombreuses conceptions, de petites brosses ou fibres conductrices maintiennent le contact électrique lorsque le rotor tourne.
L'électricité circulant dans un conducteur génère un champ magnétique. Lorsque le champ du stator rencontre celui du rotor, l’attraction et la répulsion magnétiques produisent un couple, la force de rotation qui fait tourner le moteur. Dans les moteurs à courant continu, le sens du courant est inversé par l'électronique interne du moteur, tandis que les moteurs à courant alternatif s'appuient sur l'induction électromagnétique pour entraîner le rotor.
Les moteurs à courant continu, alimentés par des batteries, sont courants dans les outils portatifs et les petits appareils électroménagers. Les moteurs à courant alternatif, qui fonctionnent sur secteur domestique, utilisent deux enroulements sans contact pour créer un champ tournant, ce qui les rend sans balais et très efficaces. Les moteurs CC sans balais changent également de polarité pour maintenir le rotor en rotation, tandis que les moteurs universels peuvent fonctionner sur alimentation CA ou CC.
Avec quelques articles ménagers, vous pouvez construire un moteur simple :enroulez une bobine de fil de cuivre de calibre inférieur, suspendez-la au centre d'une boîte en aluminium et placez des aimants puissants de chaque côté. Connectez la bobine à une batterie avec des pinces crocodiles ; la bobine deviendra un électro-aimant et commencera à tourner, illustrant les principes de fonctionnement du moteur.