§61. L'effet d'un champ magnétique sur un conducteur porteur de courant. Moteur électrique
Questions
1. Comment montrer qu'un champ magnétique agit sur un conducteur porteur de courant situé dans ce champ ?
1. Si vous accrochez un conducteur à des fils flexibles minces dans le champ magnétique d'un aimant permanent, alors lorsqu'un courant électrique est activé dans le réseau avec le conducteur, il s'écartera, démontrant l'interaction des champs magnétiques du conducteur et l'aimant.
2. À l'aide de la figure 117, expliquez ce qui détermine la direction du mouvement d'un conducteur transportant du courant dans un champ magnétique.
2. La direction du mouvement d'un conducteur transportant du courant dans un champ magnétique dépend de la direction du courant et de l'emplacement des pôles magnétiques.
3. Quel dispositif peut être utilisé pour faire tourner un conducteur porteur de courant dans un champ magnétique ? Quel dispositif dans le cadre est utilisé pour changer la direction du courant tous les demi-tours ?
3. Vous pouvez faire tourner un conducteur porteur de courant dans un champ magnétique à l'aide du dispositif illustré à la Fig. 115, dans lequel un cadre avec un enroulement isolé est connecté au réseau via des demi-anneaux conducteurs et des balais, ce qui permet de changer le sens du courant dans l'enroulement d'un demi-tour. En conséquence, le cadre tourne tout le temps dans un sens.
4. Décrire la structure d'un moteur électrique technique.
4. Un moteur électrique technique comprend un induit - il s'agit d'un cylindre en fer qui comporte des fentes le long de la surface latérale dans lesquelles sont placées les spires du bobinage. L'armature elle-même tourne dans un champ magnétique créé par un électro-aimant puissant. L'arbre du moteur, qui s'étend le long de l'axe central du cylindre de fer, est relié à un dispositif entraîné en rotation par le moteur.
5. Où sont utilisés les moteurs électriques ? Quels sont leurs avantages par rapport aux thermiques ?
5. Les moteurs à courant continu ont trouvé une application particulièrement large dans les transports (tramways, trolleybus, locomotives électriques), dans l'industrie (pour pomper le pétrole d'un puits) dans la vie quotidienne (dans les rasoirs électriques). Les moteurs électriques sont plus petits que les moteurs thermiques et ont un rendement beaucoup plus élevé. De plus, ils n'émettent pas de gaz, de fumée et de vapeur, c'est-à-dire qu'ils sont plus respectueux de l'environnement.
6. Qui et quand a inventé le premier moteur électrique adapté à une utilisation pratique ?
6. Le premier moteur électrique adapté à une utilisation pratique a été inventé par le scientifique russe Boris Semenovich Jacobi en 1834. Tâche 11
1. Sur la fig. 117 montre un schéma d'un appareil de mesure électrique. Dans celui-ci, le cadre avec le remontage à l'état déconnecté est maintenu par des ressorts en position horizontale, tandis qu'une flèche reliée rigidement au cadre pointe vers la valeur zéro de l'échelle. L'ensemble du cadre avec le noyau est placé entre les pôles d'un aimant permanent. Lorsque l'appareil est connecté au réseau, le courant dans le cadre interagit avec le champ de l'aimant, le cadre avec l'enroulement tourne et la flèche tourne le long de l'échelle, dans des directions différentes, en fonction du sens du courant, et le l'angle dépend de l'amplitude du courant.
2. Sur la fig. 118 montre un dispositif automatique pour allumer la cloche si la température dépasse celle autorisée. Il se compose de deux réseaux. Le premier contient un thermomètre à mercure spécial, qui sert à fermer ce circuit lorsque le mercure dans le thermomètre dépasse une valeur prédéfinie, une source d'alimentation, un électro-aimant dont l'armature ferme le deuxième circuit, qui, en plus de l'armature, contient une cloche et une source d'alimentation. Une telle machine automatique peut être utilisée dans les serres et les incubateurs, où il est très important de garantir le maintien de la température requise.
Compteur de rayonnement solaire (luxmètre)
Pour aider les travailleurs techniques et scientifiques, de nombreux instruments de mesure ont été développés pour garantir la précision, la commodité et l'efficacité du travail. Dans le même temps, pour la plupart des gens, les noms de ces appareils, et plus encore le principe de leur fonctionnement, sont souvent inconnus. Dans cet article, nous expliquerons brièvement le but des instruments de mesure les plus courants. Le site Web de l’un des fournisseurs d’instruments de mesure a partagé avec nous des informations et des images des instruments.
Analyseur de spectre est un appareil de mesure qui sert à observer et à mesurer la répartition relative de l'énergie des vibrations électriques (électromagnétiques) dans une bande de fréquences.
Anémomètre– un appareil conçu pour mesurer la vitesse et le volume du flux d’air dans une pièce. Un anémomètre est utilisé pour l'analyse sanitaire et hygiénique des territoires.
Balomètre– un appareil de mesure pour la mesure directe du débit volumétrique d'air sur les grandes grilles de soufflage et d'extraction.
Voltmètre- Il s'agit d'un appareil qui mesure la tension.
Analyseur de gaz- un appareil de mesure permettant de déterminer la composition qualitative et quantitative des mélanges gazeux. Les analyseurs de gaz peuvent être manuels ou automatiques. Exemples d'analyseurs de gaz : détecteur de fuite de fréon, détecteur de fuite de carburant hydrocarbure, analyseur d'indice de suie, analyseur de fumées, oxymètre, compteur d'hydrogène.
Hygromètre est un appareil de mesure utilisé pour mesurer et contrôler l’humidité de l’air.
Télémètre- un appareil qui mesure la distance. Le télémètre permet également de calculer la surface et le volume d'un objet.
Dosimètre– un appareil conçu pour détecter et mesurer les rayonnements radioactifs.
Compteur RLC– un appareil de mesure radio utilisé pour déterminer la conductivité totale d’un circuit électrique et les paramètres d’impédance. RLC dans le nom se trouve une abréviation des noms de circuits des éléments dont les paramètres peuvent être mesurés par cet appareil : R - Résistance, C - Capacité, L - Inductance.
Compteur de puissance– un appareil utilisé pour mesurer la puissance des oscillations électromagnétiques des générateurs, amplificateurs, émetteurs radio et autres appareils fonctionnant dans les gammes haute fréquence, micro-ondes et optique. Types de compteurs : compteurs de puissance absorbée et compteurs de puissance transmise.
Distorsion harmonique– un appareil conçu pour mesurer le coefficient de distorsion non linéaire (distorsion harmonique) des signaux dans les appareils radio.
Calibrateur– une mesure étalon spéciale utilisée pour la vérification, l’étalonnage ou l’étalonnage des instruments de mesure.
Ohmmètre ou compteur de résistance est un instrument utilisé pour mesurer la résistance au courant électrique en ohms. Types d'ohmmètres selon la sensibilité : mégohmmètres, gigaohmmètres, téraohmmètres, milliohmmètres, microohmmètres.
Pinces ampèremétriques- un instrument conçu pour mesurer la quantité de courant circulant dans un conducteur. Les pinces ampèremétriques permettent d'effectuer des mesures sans couper le circuit électrique ni perturber son fonctionnement.
Jauge d'épaisseur est un appareil avec lequel vous pouvez, avec une grande précision et sans compromettre l'intégrité du revêtement, mesurer son épaisseur sur une surface métallique (par exemple, une couche de peinture ou de vernis, une couche de rouille, d'apprêt ou tout autre non- revêtement métallique appliqué sur une surface métallique).
Luxmètre est un appareil permettant de mesurer le degré d'éclairage dans la région visible du spectre. Les photomètres sont des instruments numériques très sensibles tels que le luxmètre, le luminositémètre, le pulsomètre, le radiomètre UV.
Manomètre– un appareil qui mesure la pression des liquides et des gaz. Types de manomètres : techniques générales, résistants à la corrosion, manomètres, contact électrique.
Multimètre est un voltmètre portable qui remplit plusieurs fonctions simultanément. Le multimètre est conçu pour mesurer la tension continue et alternative, le courant, la résistance, la fréquence, la température, et permet également des tests de continuité et des tests de diodes.
Oscilloscope est un appareil de mesure qui permet d'observer et d'enregistrer, de mesurer les paramètres d'amplitude et de temps d'un signal électrique. Types d'oscilloscopes : analogiques et numériques, portables et de bureau
Pyromètre est un appareil de mesure sans contact de la température d'un objet. Le principe de fonctionnement du pyromètre est basé sur la mesure de la puissance du rayonnement thermique de l'objet mesuré dans la plage du rayonnement infrarouge et de la lumière visible. La précision de la mesure de la température à distance dépend de la résolution optique.
Tachymètre est un appareil qui permet de mesurer la vitesse de rotation et le nombre de tours des mécanismes rotatifs. Types de tachymètres : avec et sans contact.
Imageur thermique est un appareil conçu pour observer des objets chauffés par leur propre rayonnement thermique. Une caméra thermique vous permet de convertir le rayonnement infrarouge en signaux électriques, qui, à leur tour, après amplification et traitement automatique, sont convertis en une image visible d'objets.
Thermohygromètre est un appareil de mesure qui remplit simultanément les fonctions de mesure de la température et de l'humidité.
Détecteur de défauts de ligne est un appareil de mesure universel qui vous permet de déterminer l'emplacement et la direction des lignes de câbles et des canalisations métalliques au sol, ainsi que de déterminer l'emplacement et la nature de leurs dommages.
pH-mètre est un appareil de mesure conçu pour mesurer l'indice d'hydrogène (indicateur de pH).
Fréquencemètre– un appareil de mesure pour déterminer la fréquence d'un processus périodique ou les fréquences des composantes harmoniques du spectre du signal.
Sonomètre– un appareil de mesure des vibrations sonores.
Tableau : Unités de mesure et désignations de certaines grandeurs physiques.
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Lors de l'exploitation des bâtiments, des situations surviennent inévitablement dans lesquelles il est nécessaire de rechercher l'emplacement des fils et câbles cachés. Ces situations peuvent inclure des remplacements, des réparations de défauts de câblage, la nécessité de remettre à neuf ou de remodeler les locaux, ou encore la nécessité d'installer des meubles ou des équipements suspendus. Un détecteur de câblage caché vous aide à trouver rapidement les fils sans détruire les murs. Qu'est-ce qu'un tel appareil et quels types de chercheurs existent ?
Câblage caché
Avec une méthode d'installation cachée, détecter le câblage sous une brique épaisse ou du béton n'est pas une tâche facile pour une personne confrontée à un tel problème pour la première fois. Par conséquent, de gros volumes de travaux de recherche sont effectués par des électriciens qualifiés.
Cependant, toute personne suffisamment familiarisée avec l'électricité peut effectuer de manière indépendante des recherches et des réparations ultérieures. Un appareil pour trouver des fils l'aidera. À la base, il s’agit d’un détecteur ou d’un dispositif permettant de localiser des câbles qui ne sont pas détectables visuellement. L'utilisation de cet appareil n'est pas difficile du tout, il suffit de lire attentivement le mode d'emploi.
Principe de fonctionnement
Le fonctionnement des dispositifs de recherche de câblages électriques cachés repose sur les principes suivants :
Dans le premier cas, l'appareil réagira à la structure métallique du conducteur et signalera la présence de métal de l'une des manières prévues par la conception du détecteur (généralement une alarme lumineuse ou sonore, mais des options avec écrans à cristaux liquides sont possibles) .
L’inconvénient de ce type d’appareil est la très faible précision de détection. Le résultat de l'examen d'un panneau en béton armé, par exemple, peut être très déformé du fait que le dispositif, ainsi que les fils, montrera également la présence de boucles d'armature et de montage.
Dans le second cas, un capteur intégré à l'appareil déterminera la présence d'un conducteur grâce au champ magnétique propagé. Le nombre de « faux positifs » sera minime, mais pour des résultats de recherche positifs, le câblage doit être mis sous tension. Et certains appareils ne pourront détecter un champ magnétique que s'il existe également une charge électrique assez élevée dans le réseau.
Mais que se passe-t-il si le câblage est endommagé et qu'aucun courant ne le traverse, par exemple lors de la recherche d'une rupture de câble ? A cet effet, il existe des appareils qui possèdent les propriétés des deux types. Avec leur aide, il est facile d’identifier le câblage dans le mur sans craindre de heurter une tige de renfort.
Aperçu des modèles de détecteurs
Actuellement, les appareils les plus courants pour rechercher des câbles cachés dans les murs sont plusieurs appareils de différents fabricants.
Pic
E-121 ou "Woodpecker" est un appareil peu coûteux qui peut, avec une assez grande précision, déterminer non seulement l'emplacement du câblage caché à une distance allant jusqu'à 7 cm de la surface des murs, mais également trouver l'emplacement d'une rupture en raison de dommages mécaniques au fil. Grâce à ce testeur, vous pouvez tester complètement le câblage de votre appartement si un dysfonctionnement inconnu et inattendu survient. Le pays de fabrication de l'appareil est l'Ukraine.
MS-258A
Le testeur MS-258A MEET est un appareil économique fabriqué en Chine. Détermine la présence de métal dans une structure selon le fabricant à une distance allant jusqu'à 18 cm ; il fonctionne également par la présence d'un champ magnétique ; Le résultat est indiqué de deux manières : en allumant le voyant et en émettant un signal sonore. La conception comporte une résistance variable qui vous permet d'ajuster la sensibilité de l'appareil. L'inconvénient de ce modèle est le faible résultat lorsqu'il est nécessaire de détecter un câble blindé ou en feuille.
BOSCH DMF
Le prochain détecteur zoom BOSCH DMF 10 est un appareil de haute qualité d'une marque bien connue. Détermine, selon les réglages, la présence de métal, bois, plastique cachés dans les structures des bâtiments. L'appareil dispose d'un écran à cristaux liquides multifonctionnel, qui affiche le processus de configuration et affiche les résultats.
Scanner mural
Le modèle Wall Scanner 80 est un appareil aux propriétés similaires à celles de son prédécesseur dans la revue. Produit principalement en Chine par les entreprises ADA. Selon les paramètres, il peut être utilisé pour trouver divers matériaux dans les structures des bâtiments. L'appareil est assez compact et léger.
Microphone, récepteur radio et caméra thermique
En l’absence d’un dispositif permettant de détecter les câblages cachés, la recherche peut être effectuée de différentes manières. Dans la plupart des cas, les détecteurs sont remplacés par des appareils électriques destinés à d’autres fins.
En tant que chercheur, vous pouvez utiliser avec succès un microphone audio ordinaire connecté à un amplificateur avec un haut-parleur (haut-parleur). À mesure que le microphone s’approche de l’emplacement prévu du câblage électrique, il devrait produire un bruit de fond croissant. Et plus le microphone est proche du câblage, plus le son doit être fort et fort. Évidemment, cette méthode de recherche fonctionne lorsqu'il y a une tension dans le câblage caché. L'appareil ne détectera pas les câbles hors tension.
Au lieu d'un microphone, vous pouvez utiliser une radio portable avec contrôle de fréquence pour la recherche. Après l'avoir réglé sur une fréquence d'environ 100 kHz, vous devez effectuer des mouvements fluides le long du mur pour examiner l'emplacement où les câbles sont censés se trouver. Lorsque le récepteur radio s'approche d'un conducteur caché dans le mur, le haut-parleur de l'appareil doit émettre un crépitement et un sifflement croissants - conséquence des interférences créées par le courant électrique.
Il convient de prêter attention à la possibilité d'utiliser un appareil tel qu'une caméra thermique pour rechercher des câblages cachés et la présence de défauts. Il indiquera rapidement et précisément non seulement la présence et l'emplacement des câbles dans les murs, mais également les emplacements des ruptures ou des courts-circuits. Son utilisation repose sur la propriété d’un conducteur d’émettre une certaine quantité de chaleur lors du passage d’un courant électrique.
Les conducteurs hors tension avec coupure apparaîtront sur l'écran d'une caméra thermique comme froids, et lorsqu'ils sont court-circuités, au contraire, ils brilleront très brillamment.
Application du régime
Si vous n’avez aucun détecteur à portée de main, vous pouvez déterminer l’emplacement du câblage caché absolument sans instruments. Pour ce faire, il suffit de savoir que selon les règles établies, les fils et câbles sont posés strictement verticalement ou horizontalement dans les murs. Le long des plafonds, les fils courent en lignes droites reliant les appareils d'éclairage aux boîtes de distribution ou aux interrupteurs, parallèlement aux murs de la pièce et sont situés dans les vides des sols ou dans les tuyaux derrière la structure du plafond suspendu. Toutes les connexions filaires sont réalisées dans des boîtes de jonction.
Comment ces connaissances vous aident-elles dans votre recherche ? Vous pouvez dessiner un schéma du câblage caché existant ou une section de celui-ci sur les murs et les plafonds, puis utiliser ce schéma à l'avenir sans avoir d'appareils coûteux. Vous devez d’abord tracer des lignes droites verticalement vers le haut à partir des prises et des interrupteurs. Les boîtes de distribution doivent être situées au mur, à une hauteur de 150 à 250 mm du plafond.
Vous pouvez déterminer leur emplacement en touchant les murs. En fonction du son modifié, les cases sont marquées et reliées par des lignes droites, qui indiqueront l'emplacement des câbles. La connexion des boîtes et du tableau de distribution s'effectue également le long de lignes droites verticales ou horizontales. Bien entendu, toutes ces règles sont valables pour le câblage caché, et il est recommandé de les utiliser uniquement lors de la recherche d'emplacements de défauts en raison de la très faible précision de détermination. Dans le cas d'un câblage ouvert, vous pouvez évidemment vous passer de l'appareil et des prises.
Comment trouver une falaise
Pour commencer, vous devez déterminer l’endroit où la rupture ou le court-circuit est censé s’être produit. L'algorithme de recherche est simple.
S'il n'y a pas de tension dans les prises individuelles ou les lampes d'un groupe, il y a une rupture dans l'une des sections du fil. Ici, vous devez couper les prises qui ne fonctionnent pas avec une ligne mentale. Un coffret de distribution sera immédiatement détecté, après quoi il n'y aura plus de courant dans les conducteurs. Il ne reste plus qu'à vérifier la présence de tension dans cette boîte de jonction à l'aide d'un appareil aussi connu qu'un tournevis indicateur ou un multimètre. S'il n'y a pas de tension, il faut rechercher une coupure dans la zone précédant ce nœud du côté du tableau.
S'il n'y a pas de tension dans l'ensemble du groupe et que le disjoncteur qui le protège est déclenché, alors avec un degré de probabilité élevé, un court-circuit s'est produit dans l'une des sections de câblage électrique. Il peut être diagnostiqué en mesurant la résistance de chaque section, en la déconnectant du boîtier et en en retirant toute la charge.
Pour obtenir un résultat précis, chaque section doit être testée. Un court-circuit est détecté là où la résistance est nulle. Vous pouvez utiliser un testeur ordinaire à ces fins.
Vous pouvez rechercher l'emplacement du court-circuit en déconnectant séquentiellement les sections des boîtiers, en commençant par le côté du circuit le plus éloigné du tableau de distribution. Après avoir déconnecté chaque section individuelle, il est nécessaire de vérifier le fonctionnement du circuit en appliquant une tension jusqu'à ce que le disjoncteur cesse de se couper. Cette méthode de recherche doit être utilisée avec le plus grand soin pour vous protéger ainsi que les autres travailleurs contre les chocs électriques.
Il convient de noter que les méthodes ci-dessus de recherche de câblage caché ne sont plus pertinentes s'il existe un passeport technique, qui reflète toutes les informations sur l'emplacement du câblage électrique dans la pièce. S'il n'y a pas de certificat technique, il est fortement recommandé, après avoir découvert le câblage et l'avoir remplacé, d'établir un schéma afin d'éviter des travaux fastidieux à l'avenir.
Quel est l’effet d’un champ magnétique sur un conducteur porteur de courant ?
Un champ magnétique agit avec une certaine force sur tout conducteur porteur de courant situé dans ce champ.
1. Comment montrer qu'un champ magnétique agit sur un conducteur porteur de courant situé dans ce champ ?
Il est nécessaire de suspendre le conducteur sur des fils flexibles reliés à la source de courant.
Lorsque ce conducteur de courant est placé entre les pôles d’un aimant permanent en forme d’arc, il commence à se déplacer.
Cela prouve qu'un champ magnétique agit sur un conducteur porteur de courant.
2. Qu'est-ce qui détermine la direction de déplacement d'un conducteur transportant du courant dans un champ magnétique ?
La direction du mouvement d'un conducteur transportant du courant dans un champ magnétique dépend de la direction du courant dans le conducteur et de l'emplacement des pôles magnétiques.
3. Quel dispositif peut être utilisé pour faire tourner un conducteur porteur de courant dans un champ magnétique ?
Le dispositif, qui peut être utilisé pour faire tourner un conducteur porteur de courant dans un champ magnétique, est constitué d'un cadre rectangulaire monté sur un axe vertical.
Un enroulement constitué de plusieurs dizaines de tours de fil recouvert d'isolant est posé sur le châssis.
Étant donné que le courant dans le circuit est dirigé du pôle positif de la source vers le négatif, dans les parties opposées du cadre, le courant a la direction opposée.
Par conséquent, les forces du champ magnétique agiront également sur ces côtés du cadre dans des directions opposées.
En conséquence, le cadre commencera à tourner.
4. Quel dispositif dans le cadre est utilisé pour changer la direction du courant tous les demi-tours ?
Le cadre avec le bobinage est relié au circuit électrique par l'intermédiaire de demi-anneaux et de balais, ce qui permet de changer le sens du courant dans le bobinage à chaque demi-tour :
- une extrémité du bobinage est reliée à un demi-anneau métallique, l'autre à l'autre ;
- les demi-anneaux tournent en place avec le cadre ;
- chaque demi-anneau est plaqué contre une plaque à brosse métallique et glisse le long de celle-ci lors de sa rotation ;
- un balai est toujours connecté au pôle positif de la source, et l'autre au négatif ;
- lorsque vous tournerez le cadre, les demi-anneaux tourneront avec lui et chacun viendra s'appuyer contre une autre brosse ;
- de ce fait, le courant dans le cadre va changer de sens dans le sens inverse ;
Dans cette conception, le cadre tourne tout le temps dans une direction.
5. Comment fonctionne un moteur électrique technique ?
La rotation d'une bobine avec du courant dans un champ magnétique est utilisée dans la conception d'un moteur électrique.
Dans les moteurs électriques, le bobinage est constitué d’un grand nombre de tours de fil.
Ils sont placés dans des fentes sur la surface latérale du cylindre de fer.
Ce cylindre est nécessaire pour améliorer le champ magnétique.
Le cylindre avec le bobinage s’appelle l’induit du moteur.
Le champ magnétique dans lequel tourne l’induit d’un tel moteur est créé par un électro-aimant puissant.
L'électro-aimant et le bobinage d'induit sont alimentés par la même source de courant.
L'arbre du moteur (l'axe du cylindre de fer) transmet la rotation à la charge utile.
Nous savons que les conducteurs transportant des courants interagissent entre eux avec une certaine force (§ 37). Ceci s'explique par le fait que chaque conducteur porteur de courant est affecté par le champ magnétique du courant de l'autre conducteur.
Du tout un champ magnétique agit avec une certaine force sur tout conducteur porteur de courant situé dans ce champ.
La figure 117, a montre un conducteur AB suspendu à des fils flexibles connectés à une source de courant. Le conducteur AB est placé entre les pôles d’un aimant en forme d’arc, c’est-à-dire qu’il se trouve dans un champ magnétique. Lorsque le circuit électrique est fermé, le conducteur commence à bouger (Fig. 117, b).
Riz. 117. L'effet d'un champ magnétique sur un conducteur porteur de courant
Le sens de déplacement du conducteur dépend du sens du courant qui le traverse et de l'emplacement des pôles de l'aimant. Dans ce cas, le courant est dirigé de A vers B et le conducteur dévie vers la gauche. Lorsque le sens du courant est inversé, le conducteur se déplace vers la droite. De la même manière, le conducteur changera de direction de mouvement lorsque l'emplacement des pôles magnétiques changera.
La rotation d'un conducteur porteur de courant dans un champ magnétique est d'une importance pratique.
La figure 118 montre un dispositif qui peut être utilisé pour démontrer un tel mouvement. Dans cet appareil, un cadre ABCD rectangulaire léger est monté sur un axe vertical. Un enroulement constitué de plusieurs dizaines de tours de fil recouvert d'isolant est posé sur le châssis. Les extrémités du bobinage sont reliées aux demi-anneaux métalliques 2 : une extrémité du bobinage est reliée à un demi-anneau, l'autre à l'autre.
Riz. 118. Rotation d'un cadre avec courant dans un champ magnétique
Chaque demi-anneau est plaqué contre une plaque métallique - balai 1. Les balais servent à fournir du courant de la source au châssis. Un balai est toujours connecté au pôle positif de la source et l'autre au pôle négatif.
Nous savons que le courant dans le circuit est dirigé du pôle positif de la source vers le négatif, donc dans les parties du cadre AB et DC, il a la direction opposée, donc ces parties du conducteur se déplaceront dans des directions opposées et le le cadre tournera. Lorsque le cadre tourne, les demi-anneaux attachés à ses extrémités tourneront avec lui et chacun se pressera contre l'autre brosse, de sorte que le courant dans le cadre changera de direction dans le sens opposé. Ceci est nécessaire pour que le cadre continue de tourner dans le même sens.
La rotation d'une bobine avec du courant dans un champ magnétique est utilisée dans l'appareil moteur électrique.
Dans les moteurs électriques techniques, le bobinage est constitué d'un grand nombre de tours de fil. Ces tours sont placés dans des rainures (fentes) pratiquées le long de la surface latérale du cylindre de fer. Ce cylindre est nécessaire pour améliorer le champ magnétique. La figure 119 montre un schéma d'un tel dispositif, il est appelé ancre de moteur. Dans le schéma (il est représenté en coupe perpendiculaire), les tours du fil sont représentés en cercles.
Riz. 119. Schéma d'induit du moteur
Le champ magnétique dans lequel tourne l’induit d’un tel moteur est créé par un électro-aimant puissant. L'électro-aimant est alimenté en courant par la même source de courant que l'enroulement d'induit. L'arbre du moteur, qui s'étend le long de l'axe central du cylindre de fer, est relié à un dispositif entraîné en rotation par le moteur.
Les moteurs à courant continu ont trouvé une application particulièrement large dans les transports (locomotives électriques, tramways, trolleybus).
Il existe des moteurs électriques spéciaux anti-étincelles qui sont utilisés dans les pompes pour pomper le pétrole des puits.
Dans l'industrie, on utilise des moteurs à courant alternatif (vous les étudierez au lycée).
Les moteurs électriques présentent de nombreux avantages. A puissance égale, ils sont plus petits que les moteurs thermiques. Pendant leur fonctionnement, ils n'émettent ni gaz, ni fumée, ni vapeur, ce qui signifie qu'ils ne polluent pas l'air. Ils n’ont pas besoin d’approvisionnement en carburant ni en eau. Les moteurs électriques peuvent être installés dans un endroit pratique : sur une machine, sous le plancher d'un tramway, sur le bogie d'une locomotive électrique. Il est possible de produire un moteur électrique de n'importe quelle puissance : de quelques watts (dans les rasoirs électriques) à des centaines et des milliers de kilowatts (dans les excavatrices, les laminoirs, les navires).
Le rendement des moteurs électriques puissants atteint 98 %. Aucun autre moteur n'a un rendement aussi élevé.
Jacobi Boris Semionovitch (1801-1874)
Physicien russe. Il est devenu célèbre grâce à la découverte de la galvanoplastie. Il a construit le premier moteur électrique et une machine télégraphique permettant d'imprimer des lettres.
L'un des premiers moteurs électriques au monde adaptés à une utilisation pratique a été inventé par le scientifique russe Boris Semenovich Jacobi en 1834.
Questions
- Comment montrer qu'un champ magnétique agit sur un conducteur porteur de courant situé dans ce champ ?
- À l'aide de la figure 117, expliquez ce qui détermine la direction du mouvement d'un conducteur transportant du courant dans un champ magnétique.
- Quel dispositif peut être utilisé pour faire tourner un conducteur porteur de courant dans un champ magnétique ? Quel dispositif dans le cadre est utilisé pour changer la direction du courant tous les demi-tours ?
- Décrire la structure d'un moteur électrique technique.
- Où sont utilisés les moteurs électriques ? Quels sont leurs avantages par rapport aux thermiques ?
- Qui et quand a inventé le premier moteur électrique adapté à une utilisation pratique ?
Exercice
