Force de Laplace





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date de publication20.12.2019
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Machine à courant continu

I) Rappels d'électromagnétisme


Force de Laplace :

Un conducteur de longueur l parcouru par un courant I et plongé dans un champ magnétique , subit une force telle que : F = | I | l B

Avec

l longueur du conducteur (en m)

| I | module de l'intensité du courant (en A)

B intensité du champ magnétique (en tesla T)

F intensité de la force de Laplace (en newton N)

, et forment un trièdre direct (règle de la main droite)

Ex :



Loi de Lenz :

Un conducteur de longueur l se déplaçant dans un champ magnétique à la vitesse v est le siège d'une force électromotrice e telle que | e | = B l v

Avec

l longueur du conducteur (en m)

| e | module de la force électromotrice (en V)

B intensité du champ magnétique (en tesla T)

v vitesse de déplacement (en m.s-1)

, et e forment un trièdre direct (règle de la main droite)

Ex :


II) Machine à courant continu à excitation séparée

a) Principe




  • Le stator ou inducteur produit …………………..

  • Le rotor ou induit est constitué par l'ensemble des conducteurs qui subissent la force de Laplace et la loi de Lenz.

  • Le collecteur permet de changer ………………du courant dans les conducteurs à chaque ……………

b) Deux types de fonctionnement


1) On alimente la machine :

On "injecte" un courant I

La force ……………… apparaît

Le rotor tourne => fonctionnement en moteur.

2) On fait tourner la machine :

Apparition d'une ………….aux bornes du collecteur (loi de Lenz)

La machine produit de l'électricité => fonctionnement en générateur.

c) Relations fondamentales


E = K Ω

Avec

E, F.E.M aux bornes de la machine (en V)

K, constante liée à la machine

Ω, vitesse de rotation en rad.s-1

T = K I

Avec

T, couple en N.m

K, constante liée à la machine

I, intensité du courant (en A)

Conclusion :

Ω est proportionnel à …………

T est proportionnel à …………

d) Schéma équivalent de l'induit




U et I, tension et courant d'alimentation du moteur.
E, F.E.M. du rotor engendré lors de la rotation (loi de Lenz)
R résistance d'induit.


En fonctionnement moteur I est ……………

En fonctionnement générateur I est ……………

e) Bilan des puissances


Pélectromagnétique = T Ω = E I

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