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Autrefois nouveauté expérimentale, l’électricité est devenue partie intégrante de la vie moderne. L’électricité fournit l’éclairage, la climatisation, les divertissements et bien plus encore. Pour fournir de l’électricité, les gens convertissent d’autres formes d’énergie en énergie électrique pour alimenter des systèmes et des appareils que les gens tiennent pour acquis.
Moteurs électriques et générateurs peuvent être classés en fonction de plusieurs facteurs, notamment leurs principes de fonctionnement et leurs fonctions fondamentaux. La production ou la consommation d'énergie électrique, ainsi que la présence de courant dans les enroulements et les éléments d'entraînement, sont des facteurs critiques qui différencient les moteurs électriques des générateurs. Les moteurs électriques et les générateurs fonctionnent selon la loi de Fleming.
Comprendre la conversion de l’énergie d’une forme à une autre est essentiel pour faire la distinction entre les moteurs électriques et les générateurs. Les moteurs électriques convertissent l’énergie électrique en énergie mécanique qui alimente diverses machines. A l’inverse, les générateurs transforment l’énergie mécanique en énergie électrique.
Les principales différences entre un moteur et un générateur
Les moteurs et générateurs électriques ont des fonctions et des objectifs très différents. Mais les deux sont étroitement intégrés à la loi de Faraday pour soutenir le principe de l'induction électromagnétique.
En 1831, le physicien Michael Faraday fit une découverte révolutionnaire dans le domaine de l'électromagnétisme. Ses travaux sur l'induction électromagnétique ont mis en évidence un lien important entre les phénomènes magnétiques et électriques. Il est intéressant de noter qu’un autre physicien nommé Joseph Henry a fait indépendamment une découverte similaire en 1832. Cependant, Faraday a été le premier à consolider ses découvertes, ce qui lui a valu le mérite de cette découverte. Plus tard, James Clerk Maxwell développa la formule de Faraday-Maxwell, qui exprimait mathématiquement les découvertes de Faraday.
La loi d'induction de Faraday est un principe physique fondamental qui prédit et détecte avec précision la manière dont les champs magnétiques interagissent avec les circuits électriques pour produire une force électromotrice (CEM). Les champs électromagnétiques sont capables de convertir différentes formes d’énergie, comme l’énergie mécanique, en énergie électrique. Cette loi fondamentale de la physique sous-tend le développement des moteurs et des générateurs électriques. Bien qu’elles fonctionnent sur des fonctions opposées, ces deux machines reposent sur les mêmes principes physiques de base.
Les moteurs électriques et les générateurs entrent dans la catégorie des machines. La principale différence entre les moteurs électriques et les générateurs réside dans le fait que les moteurs électriques convertissent l’énergie électrique en forme mécanique, tandis que les générateurs font le contraire. Les moteurs électriques exploitent l’électricité, tandis que les générateurs produisent de l’électricité. Apprenons-en davantage sur les différences entre les moteurs électriques et les générateurs en comprenant leurs bases.
Comprendre la distinction entre moteurs électriques et générateurs est crucial dans le domaine de la physique de l’électricité. Cet article vise à souligner les principales différences entre ces deux entités. Cependant, avant d’approfondir leurs disparités, il est essentiel de saisir leurs concepts fondamentaux, leurs structures, leurs fonctions et autres détails pertinents.
Qu'est-ce qu'un moteur ?
Un moteur électrique est un moteur qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique. Les moteurs électriques sont alimentés soit en courant continu (courant continu) (y compris un véhicule à moteur, une batterie ou un redresseur), soit en courant alternatif (courant alternatif) (y compris un onduleur, un réseau ou un générateur).
Moteurs électriques : De l’énergie électrique à l’énergie mécanique
Le principe de fonctionnement d'un moteur électrique est simple. Au lieu de convertir l’énergie mécanique en énergie électrique, les moteurs électriques convertissent l’énergie électrique en puissance mécanique. Les moteurs électriques sont utilisés dans un large éventail d’applications, depuis les appareils électroménagers quotidiens jusqu’aux machines de fabrication industrielle.
Pour générer de l'énergie mécanique, le rotor fait tourner l'arbre, tandis que le stator est composé soit d'aimants permanents, soit d'enroulements de bobine avec un noyau de disque mince reliés entre eux. Ces couches créent moins de perte d'énergie que lorsqu'un noyau solide est utilisé sans stratification. Le petit entrefer entre le rotor et le stator est avantageux pour augmenter le courant d'excitation.
Bien que les moteurs électriques puissent être électrostatiques, piézoélectriques ou magnétiques, la plupart des nouveaux moteurs utilisent des aimants. Ces moteurs peuvent fonctionner en courant continu ou alternatif, et différentes tailles peuvent être utilisées dans une large gamme d'applications. Des gros moteurs électriques qui alimentent les machines de fabrication industrielle aux minuscules moteurs des montres alimentées par batterie, cette technologie à la fois durable et sophistiquée est essentielle dans la vie moderne.
Définition du moteur
Les moteurs électriques produisent une force sous forme de couple exercé sur l'arbre grâce à la coordination entre le courant dans les enroulements et le champ magnétique du moteur. Les moteurs électriques se déplacent de manière continue ou linéaire sur des distances considérables par rapport à leur taille. Il utilise trois méthodes physiques différentes : électrostatique, magnétique et piézoélectrique.
Moteur à courant alternatif
Il peut facilement convertir le courant alternatif en sortie mécanique. Nous le divisons en trois formes : ils sont inductifs, synchrones et linéaires.
-Le moteur à induction est en outre classé en fonction du rotor, y compris le rotor à enroulement de phase et le rotor à cage d'écureuil, et la base de phase, y compris la forme monophasée et la forme triphasée.
Moteur linéaire.
-Moteur synchrone, qui est en outre classé comme moteur à réluctance et moteur à hystérésis.
Moteur à courant continu
Il convertit simplement le courant continu en sortie mécanique. Il se divise principalement sous deux formes :
-Type excité séparément.
-Le type auto-excité est en outre classé comme moteur de série, moteur shunt, moteur à enroulement composé, moteur shunt long et moteur shunt court.
Définition du générateur
Les générateurs convertissent l’énergie mécanique en puissance électrique pour une utilisation dans des circuits externes. Les sources d'énergie mécaniques comprennent les turbines à gaz, les turbines à eau, les turbines à vapeur, etc. Il existe deux types de générateurs électromagnétiques largement utilisés, notamment les générateurs et les alternateurs.
Les générateurs produisent un courant continu pulsé dans un collecteur, tandis que les alternateurs produisent du courant alternatif.
Courant continu (DC)
Les générateurs utilisent un collecteur pour produire du courant continu. C’est aussi auto-excitant.
Une forme est le générateur unipolaire. Il s'agit d'un système électrique à courant continu constitué d'un disque ou d'un cylindre conducteur se déplaçant dans un plan perpendiculaire à un champ magnétique uniforme.
L'autre est le générateur magnétohydrodynamique (MHD). Il peut extraire l’énergie électrique directement des gaz chauds se déplaçant dans un champ magnétique sans utiliser de système électromagnétique en mouvement.
Courant alternatif (AC)
Le dispositif d'induction fait tourner mécaniquement le rotor plus rapidement que la vitesse synchrone, fournissant ainsi un glissement négatif.
Générateur linéaire: Dans ce type, un aimant mobile glisse d'avant en arrière à l'intérieur d'un solénoïde (une bobine de cuivre), stimulant le courant alternatif dans le fil.
Générateurs de fréquence constante à vitesse variable: Ces générateurs peuvent être utilisés pour récolter l’énergie mécanique des ressources naturelles (marées, vent, etc.) pour produire de l’électricité.
Différences principales entre le moteur et le générateur
Définition
Un moteur électrique est un appareil qui convertit l'énergie électrique en énergie mécanique, tandis qu'un générateur est un instrument qui convertit l'énergie mécanique en énergie électrique.
Règle
Les moteurs électriques suivent la règle de gauche de Fleming, tandis que les générateurs fonctionnent selon la règle de droite de Fleming.
Principe
Le principe de fonctionnement d'un moteur électrique dépend de la force exercée par un conducteur porteur de courant dans un environnement magnétique. Or, le principe de fonctionnement d’un générateur repose sur des phénomènes électromagnétiques.
Force motrice de l'arbre
L'arbre du moteur est entraîné magnétiquement, avec une modification entre l'induit et le champ magnétique. L'arbre du générateur est relié à un rotor entraîné par une puissance mécanique.
Source d'énergie
Le réseau et l'alimentation électrique sont la source d'énergie du moteur. Les turbines à eau, les turbines à vapeur et les moteurs à combustion interne sont les principales sources de générateurs.
Utilisation actuelle
Dans un moteur, le courant est fourni par l’enroulement d’induit. Au lieu de cela, le courant est produit dans l’enroulement d’induit du générateur.
Type
Les principaux types de moteurs sont les moteurs à courant continu avec balais, les moteurs linéaires, les moteurs à courant continu sans balais, les entraînements directs, les moteurs à courant alternatif sans balais, les servomoteurs et les moteurs pas à pas. Les trois formes de base de générateurs sont portables, onduleurs et de secours.
Exemple
Les ventilateurs de plafond, les voitures, etc. sont des exemples de moteurs électriques. Dans le même temps, les générateurs sont également couramment utilisés dans les centrales électriques pour produire de l’électricité.
Principales différences entre les moteurs électriques et les générateurs
-Les moteurs électriques convertissent l'énergie électrique en énergie mécanique, tandis que les générateurs font le contraire.
-Les moteurs électriques utilisent de l'électricité, mais les générateurs produisent de l'électricité.
-L'arbre d'un moteur fonctionne grâce à la force magnétique générée entre l'induit et l'enroulement de champ, alors que dans le cas d'un générateur, l'arbre est relié au rotor et fonctionne grâce à la puissance mécanique.
-Le courant doit être fourni à l'enroulement d'induit dans un moteur électrique, alors que dans un générateur, le courant est généré dans l'enroulement d'induit.
-Les moteurs électriques fonctionnent selon la règle de gauche de Fleming, tandis que les générateurs suivent la règle de droite de Fleming.
-Un exemple de moteur électrique est observé dans le contexte des vélos ou des voitures électriques.
À l’inverse, les générateurs trouvent une application dans les centrales énergétiques, où une turbine sert de mécanisme pour convertir la force mécanique dérivée de la chute de l’eau dans un barrage en électricité.
Ce sont les principales différences entre les moteurs électriques et les générateurs. Une sélection appropriée entre les moteurs électriques et les générateurs peut être effectuée en fonction des exigences, application et le type de source d'alimentation.
