Les machines électriques (Sciences & Techniques)

« Ce phénomène, appelé à l'époque rotation électrique, illustrait le principe de base des moteurs électriques d'aujourd'hui.

Mais lepremier moteur électrique réellement exploitable fut inventé en 1837 par l'ingénieur américain Thomas Davenport.

Il fut utilisépour percer des trous et pour travailler le bois. Après avoir découvert le moyen de transformer l'électricité en mouvement, Faraday s'attacha à transformer le mouvement enélectricité.

En 1831, il montra que le mouvement d'une barre métallique aimantée à proximité d'une bobine de fil conducteur créaitun courant qui pouvait être mesuré.

Plus grand était le nombre de spires, plus fort était le courant observé. Le courant pour tous Faraday fut le premier à utiliser l'électromagnétisme pour générer de l'électricité.

Cette découverte fut suivie de nombreusesapplications pratiques. À la fin des années 1870, de puissants générateurs de courant avaient été développés, et, en 1881, apparut en Angleterre lapremière centrale électrique, centrale de type hydroélectrique où les générateurs étaient mus grâce à un moulin à aubes dites "àarc".

L'éclairage public au gaz fut remplacé par des lampes électriques.

Mais le système, qui coûtait sensiblement plus cher que lesystème au gaz, n'attira pas de nouveaux clients.

Deux ans et demi après son ouverture, à la suite de cet échec commercial, lacentrale dut fermer ses portes. Le réseau électrique mis en place en 1882 par l'Américain Thomas Edison (1847 - 1931) fut le premier à remporter un véritablesuccès : les commerces, les bureaux et les hôtels s'équipèrent rapidement de ce nouveau système d'éclairage.Désormais, lagénération et la distribution d'électricité allaient devenir une réalité incontournable du monde civilisé. Les moteurs à courant continu Les moteurs et les générateurs électriques présentent de nombreuses caractéristiques techniques ; certaines machines peuventd'ailleurs être utilisées indifféremment pour l'un ou l'autre usage. Le moteur le plus simple est constitué d'une bobine électrique, montée sur un axe pour pouvoir tourner entre les pôles d'un aimanten forme de fer à cheval.

La bobine se comporte comme un aimant électromagnétique : elle est activée quand un courant latraverse.

Un noyau en acier à l'intérieur de la bobine renforce le champ magnétique produit. Le courant continu est un courant qui circule toujours dans le même sens, à partir d'une batterie ou d'une pile par exemple.

Si unepile est connectée à la bobine d'un moteur électrique simple, la bobine devient magnétique, avec un pôle nord sur une face et unpôle sud de l'autre côté.

Comme les pôles opposés s'attirent, le pôle nord de la bobine est attiré par le pôle sud de l'aimantpermanent.

Ces forces d'attraction font tourner la bobine sur son axe.

Bientôt, les pôles de la bobine et de l'aimant permanent quise font face sont de nature opposée.

Mais, à ce moment, un système d'interrupteur automatique, appelé commutateur, inverse lesens du courant dans la bobine, la forçant à faire une nouvelle demi-rotation. Pour ce faire, le commutateur est constitué d'un anneau de cuivre coupé en deux, monté sur un isolant et fixé sur l'axe du rotor(partie tournante du moteur).

Les extrémités de la bobine sont connectées chacune à l'un des demi-anneaux de cuivre.

Le courantarrive à la bobine grâce à une paire de contacts en carbone, appelés balais, qui frottent sur les demi-anneaux en cuivre.

Lorsquele rotor tourne, les balais passent alternativement de l'un des demi-anneaux à l'autre.

Cette commutation automatique inverse lapolarité magnétique de la bobine quand les pôles de la bobine et de l'aimant permanent sont en opposition.

L'inversion fait que lespôles nord des deux éléments sont l'un en face de l'autre : ils se repoussent donc, entretenant le mouvement.

Ainsi, à chaque foisque le rotor fait un demi-tour, grâce au commutateur, les pôles de la bobine sont inversés et le mouvement se poursuitinéluctablement.

Le moteur ne s'arrête plus tant qu'il est alimenté en courant électrique. Des moteurs simples de ce type sont utilisés dans des jouets et des gadgets, mais la plupart des moteurs à courant continu sontéquipés de plusieurs bobines pour améliorer l'efficacité et la régularité du mouvement. Comme nous l'avons vu plus haut, la partie tournante du moteur a pour nom rotor, tandis que la partie fixe est appelée stator.Dans les moteurs à courant continu simples, la bobine est montée sur le rotor, le stator étant constitué d'un aimant permanent. Le rôle de l'aimant permanent est de créer le champ dans lequel le rotor tourne.

Un même champ peut être créé par une autrebobine alimentée par un courant électrique.

Pour la distinguer de la première bobine mobile, on l'appelle parfois "enroulement".. »