APERÇU
Moteurs magnétiques et électriques
Lorsque deux barres magnétiques portent les extrémités « nord » et « sud », elles interagissent de manière distincte. L'extrémité nord d'un aimant attire l'extrémité sud de l'autre, tandis que deux pôles nord ou deux pôles sud se repoussent. Ces forces d’attraction et de répulsion créent un mouvement de rotation à l’intérieur d’un moteur électrique.
Comment fonctionne un moteur à courant continu
Le stator, situé à l'extérieur d'un moteur à courant continu, est constitué d'un aimant permanent fixe. En revanche, le rotor, situé à l’intérieur, est la partie mobile. Le rotor peut être comparé à un clou, tandis que le stator est semblable à un aimant en fer à cheval. Lorsque le courant continu circule à travers le rotor, il génère un champ électromagnétique temporaire qui interagit avec le champ magnétique permanent du stator. Pour maintenir la rotation du rotor, le collecteur veille à ce que la polarité du champ s'inverse. En conséquence, un couple est produit, permettant la génération de puissance mécanique.
Un simple moteur à courant continu utilise un ensemble d'aimants fixes dans le stator et une bobine de fil traversée par du courant pour générer un champ électromagnétique aligné avec le centre de la bobine. Un ou plusieurs enroulements de fil isolé sont enroulés autour du noyau du moteur pour concentrer le champ magnétique.
En activant et désactivant les bobines dans une séquence programmée, un champ magnétique tournant est établi. Ce champ interagit avec les aimants fixes du stator, conduisant à la génération de couple et à la rotation ultérieure. Grâce à ces principes fondamentaux, les moteurs à courant continu convertissent l’énergie électrique du courant continu en énergie mécanique, permettant ainsi la propulsion des objets.
Comment fonctionne un moteur à courant alternatif
Les moteurs à courant alternatif utilisent du courant alternatif (AC) au lieu du courant continu (DC) pour fonctionner. Bien qu'ils partagent de nombreux composants avec les moteurs à courant continu, les moteurs à courant alternatif s'appuient toujours sur les principes de l'électromagnétisme et des champs magnétiques rotatifs pour générer de l'énergie mécanique. Dans un moteur à courant alternatif, le bobinage du stator joue un rôle similaire à celui du rotor dans un moteur à courant continu. Dans ce cas, il s’agit d’un anneau d’électro-aimants appariés et excités en séquence, générant un champ magnétique tournant.
Le fonctionnement fondamental d’un moteur à courant alternatif repose sur le principe du magnétisme. Un moteur à courant alternatif de base comprend une bobine de fil et deux aimants fixes qui entourent un arbre central. Lorsqu’une charge électrique sous forme de courant alternatif est appliquée à la bobine de fil, celle-ci se transforme en électro-aimant. Cet électro-aimant produit à son tour un champ magnétique.
Un axe métallique solide, une boucle de fil, une bobine, une cage d'écureuil composée de barres métalliques et d'autres composants métalliques en rotation libre pouvant transmettre de l'électricité peuvent tous être trouvés à l'intérieur du stator d'un moteur à courant alternatif. L'énergie est fournie aux bobines extérieures qui constituent le stator d'un moteur à courant alternatif. Un champ magnétique tournant est créé par les bobines lorsqu'elles sont alimentées par paires et séquentiellement.
Le courant circule en boucle autour du conducteur s'il s'agit d'un anneau ou d'un fil. Des courants de Foucault circulent autour du conducteur dans le cas où il s'agit simplement d'une pièce métallique solide. Le courant induit produit son propre champ magnétique et, selon une autre loi de l’électromagnétisme, le champ magnétique tournant tourne également. Lorsque les aimants interagissent, l’arbre et la bobine de fils commencent à tourner, faisant fonctionner le moteur.