Presque inévitablement, vous arriverez à un moment de votre vie où vous serez confronté à un petit enfant malheureux et à un jouet en mouvement qui ne bouge plus. Vous pourriez démonter le jouet, en comptant sur votre maniabilité pour sauver la journée, mais, lorsqu'il est laissé avec un tas de composants, vous pouvez vous demander comment ces bobines de fil brillant créent un mouvement. Mis à part les jouets cassés, les moteurs électriques se retrouvent dans de nombreux appareils qui font bouger notre société moderne, des voitures aux horloges en passant par le ventilateur de votre ordinateur.
Pièces d'un moteur électrique
Un moteur électrique crée mouvement de rotation ou circulaire. La partie centrale du moteur est un cylindre appelé armature ou rotor. L'armature détient le reste des composants et est également la partie du moteur qui tourne. Autour de l'armature se trouve le stator, qui contient des bobines isolées de fil, généralement en cuivre. Lorsqu'un courant est appliqué au moteur, le stator génère le champ magnétique qui entraîne l'armature. Selon la conception du moteur, vous pouvez également trouver des brosses ou des fibres métalliques fines qui maintiennent le courant du côté opposé du moteur pendant sa rotation.
Pour le faire fonctionner
Vous avez peut-être remarqué que , lorsque vous avez deux aimants, les pôles opposés s'attirent et se repoussent comme les pôles. Le moteur électrique utilise ce principe pour créer un couple ou une force de rotation. Ce n'est pas le courant électrique en soi, mais le champ magnétique qu'il crée qui génère de la force lorsqu'un moteur électrique est en mouvement. L'électricité traversant un fil crée un champ magnétique circulaire avec le fil comme source et centre de la rotation. Lorsque vous ajoutez du courant, le stator et l'armature forment un champ magnétique stable et un électro-aimant qui est poussé ou tourné dans ce champ, respectivement.
Différents types de moteurs électriques
Le moteur de base fonctionne sur DC, ou courant continu, mais d'autres moteurs peuvent fonctionner en courant alternatif ou alternatif. Les batteries produisent du courant continu, tandis que les prises de courant de votre maison alternent. Pour qu'un moteur fonctionne sur courant alternatif, il nécessite deux aimants d'enroulement qui ne se touchent pas. Ils déplacent le moteur à travers un phénomène appelé induction. Ces moteurs à induction sont sans balais, car ils ne nécessitent pas le contact physique fourni par la brosse. Certains moteurs à courant continu sont également sans balais et utilisent plutôt un interrupteur qui modifie la polarité du champ magnétique pour maintenir le moteur en marche. Les moteurs universels sont des moteurs à induction qui peuvent utiliser l'une ou l'autre source d'énergie.
Construire un moteur électrique simple
Maintenant que vous avez les pièces et les principes de base, vous pouvez jouer avec le concept à la maison. Faites une bobine de fil de cuivre de calibre inférieur et percez chaque extrémité à travers une boîte en aluminium pour la suspendre. Placez un petit aimant puissant de chaque côté de la bobine suspendue pour créer un champ magnétique. Si vous attachez une batterie aux deux boîtes à l'aide de pinces crocodiles, votre bobine deviendra un électroaimant et le rotor en fil de cuivre que vous avez créé devrait commencer à tourner.
