Inscription / Connexion Nouveau Sujet
moteur électrique
Bonjour à tous.
pouvez-vs svp m'aider à terminer ces questions sur l'induction électromagnétique :
Un moteur électrique à courant continu est muni d'un mandrin sur lequel est enroulé un fil souple au bout duquel est suspendu une masse.
la masse lachée descend et entraine la rotation du moteur.
On branche un oscilloscope aux bornes du moteur.
1a/ expliquer la tension visible sur l'écran de l'oscilloscope.
1b/ Un courant circule-t-il ds le circuit électrique du moteur ?
2/ On débranche l'oscilloscope pendant que la masse descend, et on alimente le circuit électrique du moteur (branchement sur source EDF ou autre générateur autonome)
2a/ pourquoi la descente de la masse est-elle ralentie?
2b/ Cettemanipulation correspond à un principe technique fréquemment utilisé, lequel ?.
J'ai répondu à la question 1 : le mandrin est relié à l'axe du rotor du moteur sur lequel sont fixées des bobines de fil métallique conducteur (Cu) ; la rotation du mandrin entrîne celle du rotor qui fait passer les bobines du rotor devant les électro-aimants du stator. C'est ce phénomène d'induction électromagnétique qui génère la tension électrique visible sur l'oscilloscope (ligne droite puisque courant continu). D'après le libellé de la Q2, j'en déduis que le circuit électrique du moteur n'est pas alimenté.
Est-ce une bonne explication de la Q1 ?
Je ne sais pas répondre à la Q2, pouvez-vs m'ider svp ?
Merci d'avance
1/
(ligne droite puisque courant continu).
Explication de cette "ligne droite" très sujète à caution.
Je suppose (mais cela aurait du être précisé dans l'énoncé) que le moteur est à aimants permanents.
Le moteur est entrainé par la bobine et accélère, l'accélérération dépend de la masse qui entraine la bobine et des moment d'inerties de cette bobine et du moteur.
Mais, quoi qu'il en soit, si les frottements sont faibles, le moteur accélère dans la descente (entrainé par la masse qui descend)... Et donc il se développe aux bornes du moteur une force électromotrice (tension) proportionnelle à la vitesse ...
Au début du mouvement, l'accélération angulaire du moteur est quasi constante (tant que les frottements sont négligeables) et donc la vitesse augmente linéairement ... ainsi alors que la force électromotrice (tension aux bornes de l'induit).
Bonjour JP
les bobines du rotor entraîné par le mandrin, qui lui même est animé d'un mouvement rotatif sous l'effet de la chute de la masse, passent devant les aimants du stator, ce qui génère une tension induite, ou f.e.m.
C'est ce principe qui permet le fonctionnement de la génératrice à courant continu.
Est-ce que cela est une explication cohérente pour la Q2 ?
Pr la variation de vitesse de descente de la masse, je n'ai pas compris le lien entre le fait que du courant passe dans le circuit électrique du moteur ou pas.
Merci de m'expliquer plus si tu peux.
Pour la question 1.
Le "moteur" n'est pas alimenté (ses bornes ne sont connectées à rien).
C'est la masse qui descend qui entraîne donc cette "machine DC" qu'on appelle ici "moteur" mais qui en l'occurence ne fonctionne pas du tout comme "moteur".
Si le "moteur" est bien à aimant permament, il se développe à ses bornes une force électromotrice proportionnelle à sa vitesse de rotation... Mais aucun courant ne circule puisque le bobinage d'induit n'est connecté à rien.
Pourquoi le "moteur" accèlère-t-il dans cette configuration ?
Et bien parce que la masse qui descend communique à l'axe du moteur via le mandrin un couple qui entraîne le moteur. Ce couple est quasi constant et vaut C = mg * R avec mg le poids de la masse qui descent et R le rayon du mandrin.
Le couple entraîne le mandrin et le moteur. En appelant J1 le moment d'inertie du mandrin autour de son axe et J2 le moment d'inertie du rotor du moteur par rapport à son axe, on a donc la relation (aux frottements près): C = (J1+J2).gamma
Avec gamma l'accélération angulaire du mandrin et du moteur.
on a donc gamma = mg.R/(J1+J2) = constante
Comme gamma = dw/dt avec w la vitesse de rotation, on a donc dw/dt = constante et la vitesse de rotation augmente donc linéairement avec le temps.
Comme la force électromotrice aux bornes du "moteur" est proportionnelle à w ... et bien la tension aux bornes du moteur varie linéairement avec le temps.
-----
Pour la question 2
On connecte électriquement les bornes du moteur ...
Pour pouvoir dire l'effet qu'il va y avoir, il faut en savoir plus que ce qu'en dit l'énoncé.
Si la tension imposée au moteur par le circuit électrique est dans le même sens et supérieure à la force électromotrice qui était présente sur le moteur au moment de la connexion ... alors le moteur va accélérer dans le sens de faire descendre la charge plus vite.
Mais si la tension imposée au moteur par le circuit électrique est dans le même sens et inférieure à la force électromotrice qui était présente sur le moteur au moment de la connexion ...alors le moteur va freiner.
Et a fortiori, si la tension imposée au moteur par le circuit électrique est dans le même sens opposé à la force électromotrice qui était présente sur le moteur au moment de la connexion ...
Zut, fausse manip, je recommence :
Pour la question 1.
Le "moteur" n'est pas alimenté (ses bornes ne sont connectées à rien).
C'est la masse qui descend qui entraîne donc cette "machine DC" qu'on appelle ici "moteur" mais qui en l'occurence ne fonctionne pas du tout comme "moteur".
Si le "moteur" est bien à aimant permament, il se développe à ses bornes une force électromotrice proportionnelle à sa vitesse de rotation... Mais aucun courant ne circule puisque le bobinage d'induit n'est connecté à rien.
Pourquoi le "moteur" accèlère-t-il dans cette configuration ?
Et bien parce que la masse qui descend communique à l'axe du moteur via le mandrin un couple qui entraîne le moteur. Ce couple est quasi constant et vaut C = mg * R avec mg le poids de la masse qui descent et R le rayon du mandrin.
Ce couple entraîne le mandrin et le moteur. En appelant J1 le moment d'inertie du mandrin autour de son axe et J2 le moment d'inertie du rotor du "moteur" par rapport à son axe, on a donc la relation (aux frottements près): C = (J1+J2).gamma
Avec gamma l'accélération angulaire du mandrin et du "moteur".
on a donc gamma = mg.R/(J1+J2) = constante
Comme gamma = dw/dt avec w la vitesse de rotation, on a donc dw/dt = constante et la vitesse de rotation augmente donc linéairement avec le temps.
Comme la force électromotrice aux bornes du "moteur" est proportionnelle à w ... et bien la tension aux bornes du moteur varie linéairement avec le temps.
-----
Pour la question 2
On connecte électriquement les bornes du moteur ...
Pour pouvoir dire l'effet qu'il va y avoir, il faut en savoir plus que ce qu'en dit l'énoncé.
Si la tension imposée au "moteur" par le circuit électrique est dans le même sens et supérieure à la force électromotrice qui était présente sur le moteur au moment de la connexion ... alors le "moteur" va accélérer dans le sens de faire descendre la charge plus vite.
Mais si la tension imposée au moteur par le circuit électrique est dans le même sens et inférieure à la force électromotrice qui était présente sur le "moteur" au moment de la connexion ...alors le "moteur" va freiner.
Et a fortiori, si la tension imposée au moteur par le circuit électrique est dans le même sens opposé à la force électromotrice qui était présente sur le "moteur" au moment de la connexion ... alors le "moteur" va freiner. (mais attention au risque de "désaimantation" si I induit à une pointe trop élévée)
Il y a, dans tous ces cas, passage d'un courant d'induit.
Mais dans les cas ci-dessus où le "moteur" va freiner, on peut réfléchir et alors s'apercevoir que le courant d'induit a un sens tel qu'e le "moteur" renvoit de l'énergie dans la source de tension à laquelle il est connecté. La machine DC se comporte alors en GENERATRICE et pas en MOTEUR.
Dans ce fonctionnement en génératrice, la machine DC prend de l'énergie à la masse qui descend et la repousse dans la source DC. (pour autant que celle-ci soit capable d'absorber de l'énergie, si ce n'est pas le cas, alors gare à la casse).
Sauf distraction.
Annuler
connectez vous