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Force de Laplace ou Couple électromagnétique Moteur DC
Bonsoir,
Ayant un cours sur les moteurs à courant continu, je rencontre des difficultés.
Premièrement, un moteur à courant continu possède un stator (aimant fixe ou électro-aimants) qui permet la création d'un champ magnétique.
Or, un moteur est composé d'un rotor (ou induit) qui est lui -même composé de spires. Ainsi, ces spires ont un courant (ou courant induit).
Or lorsqu'un courant électrique traverse un milieu possédant un champ magnétique, alors plusieurs forces entre en jeu :
- Force de Laplace
- Force de Lorentz
- et autres.
Oui, en effet ce sont toutes des forces électromagnétiques.
Car un courant électrique en mouvement possède un champ électrique (par définition). De plus, un champ magnétique est engendré par deux aimants. De ce fait, par définition, un champ électromagnétique est l'association entre un champ électrique et un champ magnétique.
Or, on me dit que comme l'induction magnétique est constante, alors,
Avec
Le couple électromagnétique
La constante de couple du moteur (dépendant de la quantité de spires [fils])
le courant induit (le courant traversant les spires [les fils contenus dans les stators])
Premièrement, mais qu'est ce qu'est un couple ?
C'est peut-être banal mais, on me l'a jamais appris.
D'après Wikipédia, il s'agit de l'ensemble des forces s'exerçant sur le solide. Mais la résultante (somme) de ces forces doivent être nul.
De plus, d'après une vidéo, un couple est la capacité des forces d'un système à le mettre en rotation (détail important, il est rattaché à aucun centre de rotation).
La définition de la vidéo je la comprends contrairement à celle de Wikipédia.
Quel est l'intérêt que la somme des 2 vecteurs d'un couple soit égale à 0. ?
Pouvez-vous me l'expliquer s'il vous plait car je ne comprends pas la notion de couple.
Du coup, comme le couple c'est la capacité de 2 forces à mettre en rotation un système, alors quelles sont les forces qui permettent de créer la force électromagnétique sachant que :
- La Force de Lorentz qui est la force électromagnétique n'agit que sur les particules chargées.
Ainsi, je ne vois qu'une force qui est la Force de Laplace, car il s'agit d'une force qui s'appliquera seulement sur le matériau conducteur de ces particules (l'induit) engendrant ainsi un mouvement.
Par la même occasion, c'est quoi une une induction magnétique ?
A quoi sert le couple électromagnétique ? Que représente-il ?
Merci d'avance
Bonsoir
Les forces exercées sur le rotor sont des Forces de Laplace. On appelle force de Lorentz une force exercée sur une particule chargée en mouvement dans un champ magnétique. Ce n'est pas la même chose.
Un couple de forces correspond à un ensemble de forces de résultante nulle mais qui tend à faire tourner un solide. Dans un moteur à courant continu, le fil du rotor sous le pôle nord et le fil du rotor diamétralement opposé, donc sous le pôle sud, sont soumis à deux forces opposées, ce qui constitue un couple de force. Avec tes notations Cem désigne le couple résultant c'est à dire l'ensemble des couples correspondant aux différents fils du rotor. Il est important d'avoir une résultante des forces de Laplace nulle. Sinon, la résultante non nulle tendrait à déplacer le rotor par rapport à son axe de rotation prévu. C'est donc le moment Cem de ce couple électromagnétique qui permet au moteur de tourner. Sans couple : pas de rotation !
Ce document pourra peut-être t'aider :
Bonjour et meci de ta réponse.
Désolé pour cette réponse tardive.
D'ailleurs, merci à toi Vanoise de répondre à chaque post que je post.
J'ai quand même profité de ces 3 jours pour réfléchir à cela
Mais j'ai certaines choses que j'ai du mal à saisir :
- un couple est l'ensemble des forces capable de créer une rotation sur un solide. La résultante de ces forces doit être nulle afin d'éviter toute translation. Mais, possède un moment non nul (qui permet une rotation.
- mais pour avoir un moment, il est nécessaire que tous, les moments s'exercent sur un même point (centre de rotation)
Admettons que le centre de rotation est le centre de l'inducteur nommé A.
-À présent, si je détermine leur moment en A
Je suis censé trouver le vecteur de cem ?
En tout cas, ce que je dois retenir, c'est que cem est la valeur du moment couple (c'est-à-dire la somme des valeurs des moments t1 et t2)?
Merci d'avance.
- un couple est l'ensemble des forces capable de créer une rotation sur un solide. La résultante de ces forces doit être nulle afin d'éviter toute translation. Mais, possède un moment non nul (qui permet une rotation.
Oui
mais pour avoir un moment, il est nécessaire que tous, les moments s'exercent sur un même point (centre de rotation)
Non.Pour qu'une force ait un moment non nul par rapport à un axe de rotation, la force ne doit pas avoir un point d'application sur l'axe, ne doit pas être parallèle à l'axe et doit s'exercer le plus loin possible de cet axe ; d'où l'intérêt d'un rotor de grand diamètre.
Les fils actifs du rotor sont répartis à la périphérie du rotor et sont parallèles à l'axe de rotation. Les forces ne s'exercent pas à partir d'un même point. Je ne sait pas ce que tu appelles centre de rotation dans le cas d'un solide en rotation autour d'un axe fixe.
une animation ici :
Autre document où sont bien visualisées les forces de Laplace :
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