Moteur électrique

Loi de Laplace : un fil, parcouru par un courant, placé dans un champ magnétique, est soumis à une force dite de Laplace.

Sur la vidéo ci-dessus :

- le stator est représenté par l'aimant ;

- seule une spire de la bobine du rotor a été représentée ;

- les balais qui frottent sur les 2 collecteurs (demi-cylindres rouge et bleu) sont les pièces "brush".

Les collecteurs (demi-cylindres rouge et bleu) sont câblés de manière à ce que le courant qui circule dans l'unique spire du rotor change de sens tous les demi-tours, entraînant par la même occasion le changement de sens de la force de Laplace :

• Temps t=0 : la bobine est alimentée en + / -, une force de Laplace se crée provocant la rotation du rotor d'un demi-tour.

• Temps t=1 : le rotor a fait un demi-tour, les collecteurs se sont inversés, la bobine se retrouve alimentée en – / +, une force de Laplace se crée dans le sens inverse à celle précédente, le rotor continue et fait donc un demi-tour de plus.

• Temps t=2=0, les collecteurs se sont encore inversés, la bobine se retrouve alimentée en + / -, ...

Le courant électrique passant dans des fils ayant une résistance « R », entraîne une perte d'énergie par chaleur : l'effet joule « RI² ». C'est là, la principale perte énergétique des moteurs électriques, mais elle reste assez faible comparativement à d'autres actionneurs.

En pratique, les moteurs tournent vite (3000 tr/min) et fournissent un couple (effort tournant) assez faible. On y remédie en ajoutant un réducteur.

Le moteur à courant continu permet une régulation précise du couple (effort tournant) et de la vitesse de rotation, aisément adaptable par l'intermédiaire d'un réducteur au reste de la chaîne d'énergie.

Le moteur à courant continu est en revanche moins robuste et beaucoup plus cher que les moteurs asynchrones (fonctionnant avec du courant alternatif), tant en coût matériel qu'en maintenance, car il nécessite un entretien régulier du collecteur et des balais.