Fonctionnement du moteur électrique

 

Le moteur électrique est constitué de deux pièces principales: le rotor et le stator. Le rotor, conducteur électrique souvent en cuivre, est entouré par le stator, pièce fixe composée d’aimants qui génèrent un champ magnétique.

 

 

D'après Laplace, "une portion de conducteur parcourue par un courant électrique et placée dans un champ magnétique est soumise à une force électromagnétique appelée force de Laplace". Dans le cas du moteur électrique, c'est le rotor qui va être soumis par cette force. Pour connaitre la direction et le sens pris par cette dernière, il suffit de disposer les doigts de la main droite de la manière suivante:

Le majeur représente la direction et le sens du vecteur B, soit le champ magnétique; l'index symbolise la direction et le sens du courant noté vecteur I et le pouce indique la direction et le sens pris par la force de Laplace (vecteur F). 

Ainsi, le rotor va se mettre à tourner. 

 A.  B. 

Le schéma ci-dessus (A.) indique le sens de rotation du cadre (force de Laplace) selon la direction et le sens du champ magnétique et du courant. On constate que si le cadre (le rotor) prend une position complètement verticale, les forces de Laplace ne lui permettent plus d'enchaîner dans le même sens. Pour que le rotor continue à tourner, il faut donc inverser le sens du courant dans le cadre. Cette inversion se fait grâce au collecteur sectionné, qui tourne contre les balais immobiles. Lorsque les balais se retrouvent en contact avec la partie sectionnée du collecteur (ou une partie isolante), la circulation du courant est interrompue; quand elle est reprise, le courant a changé de sens, donc les forces de Laplace également, permettant au rotor de tourner sans interruption.

De la batterie au moteur électrique

Le passage de la batterie au moteur se fait par l’intermédiaire d’un régulateur et d’un convertisseur. Le régulateur permet de varier l’intensité du courant afin de varier la vitesse de rotation des roues, et le convertisseur transforme le courant continu en courant alternatif. Le système de convertisseur est bénéfique puisque les pièces du moteur ne doivent pas être changées aussi régulièrement que si le moteur était alimenté par un courant continu. En effet, il n'y a pas d'utilisation de collecteur sectionné, mais de collecteur à bague (pas sectionné), ce qui dégrade moins les balais. Le courant alternatif permet l'inversion du sens du courant dans le rotor à chaque demi-tour, d'où le rotor poursuit sa rotation dans le même sens, comme dans un moteur à courant continu (voir image ci-dessus, B.)

 


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