Le champ magnétique tournant peut être créé à partir d'un système de tensions triphasées alimentant des enroulements disposés à 120° l'un par rapport à l'autre.
Un champs tournant peut être crée par trois bobines décalées de 120° électriques alimentées par un système de tensions triphasées. Il suffit de permuter deux phases pour inverser le sens de rotation. Il peut être aussi crée par deux bobines en quadrature alimentées par un système de tension biphasées déphasées de 90°.
Afin d'obtenir un champ magnétique le plus homogène possible, il faut placer deux gros aimants l'un près de l'autre et les lier à l'aide d'un joug en fer au niveau de leur face arrière. Dans l'espace entre les aimants, il y aura un champ plus ou moins homogène.
Un champ magnétique peut être produit grâce un aimant ou une matière aimantée possédant des caractéristiques physiques particulières. Il existe des aimants naturels composés de magnétite (un oxyde de fer).
Le générateur de champs magnétiques peut aussi être réalisé à l'aide de bobines, comme par exemple des bobines de Helmoltz, qui permettent d'obtenir des champs magnétiques plus homogènes.
Une bobine est constituée d'un enroulement de fil conducteur, et génère un champ magnétique exploitable en Travaux Pratiques. Comme un aimant, une bobine présente un pôle Nord et un pôle Sud. Les lignes de champ magnétique vont du pôle Nord au pôle Sud à l'extérieur de la bobine.
Dans un moteur asynchrone, c'est le champ magnétique qui varie sous forme de champ tournant créé dans le stator. Au démarrage le champ tournant balaye les conducteurs de son flux à la vitesse angulaire de synchronisme. Le rotor mis en rotation tend à rattraper le champ tournant.
Fonctionnement du moteur asynchrone triphasé
Les trois bobines décalées de 120° insérées dans le stator sont alimentées par une tension alternative triphasée. Elles produisent un champ magnétique variable qui tourne autour du stator en fonction de la fréquence de la tension de l'alimentation.
Au rotor, nous avons l'inducteur (ou excitation). C'est un aimant ou un électroaimant alimenté en courant continu par l'intermédiaire de balais. L'inducteur crée un champ tournant. La génératrice synchrone est plus connue sous le nom d'alternateur.
Si l'aimant est magnétique, c'est à cause des électrons des atomes. En effet, les mouvements de ces derniers créent un minuscule champ magnétique. Lorsque vous êtes dans le sillage d'un métal non magnétique, ces différents mouvements sont désordonnés. Ils vont dans tous les sens et s'annulent graduellement.
Un champ électrique peut être créé relativement facilement entre deux plaques de condensateur, c'est-à-dire deux plaques dont la tension entre les deux est non nulle.
Lorsque deux pôles différents se rencontrent, on observe que le champ magnétique d'un aimant est attiré par celui de l'autre aimant. Ainsi, les lignes de champ qui émergent du pôle nord d'un aimant sont attirées par le pôle sud de l'autre aimant.
Le moteur asynchrone dispose d'une technologie de pointe lui assurant une fiabilité à toute épreuve, un rendement économe en énergie, une polyvalence et une durée de vie particulièrement longue. Ils sont également appelés « moteur à cage d'écureuil » ou « moteur à induction » et peuvent être monophasés ou triphasés.
Un aimant permanent génère son propre champ magnétique de manière autonome et sans avoir besoin de courant induit. Il n'y a ni perte fer ni perte par effet Joule dans le rotor. Pour le moteur synchrone, la vitesse du rotor est donc proportionnelle à la fréquence du courant triphasé alimentant le stator.
On la calcule en divisant la fréquence (f) par le nombre de paires de pôles du moteur électrique. On obtient alors une vitesse en tour par seconde (tr/s), que l'on multiple par 60 pour obtenir le résultat en tour par minute (tr/min). Elle s'exprime par la relation suivante : n0 = (f x 60) /p.
Le stator d'une machine électrique est la partie stationnaire d'un moteur électrique ou d'un alternateur. Selon la configuration de la machine, le stator peut créer un champ magnétique qui par interaction avec le champ magnétique rotorique produit le couple électromécanique.
Le rotor peut être un aimant qui lors de sa rotation induit un champ électrique dans les enroulements du stator du générateur/alternateur. Dans un moteur électrique, le courant passant dans les enroulements du rotor provoque un champ magnétique qui réagit avec celui permanent du stator pour faire tourner l'axe central.
Comment fonctionne un moteur électrique asynchrone ? Le stator (constitué de bobines de fils électriques) va créer un champ magnétique qui va entraîner le rotor, qui va lui-même faire tourner l'arbre moteur et mettre en marche la machine à entraîner.
Contrairement au moteur électrique triphasé, le démarrage d'un moteur asynchrone en monophasé nécessite un condensateur pour le déphasage. On distingue alors deux systèmes : Un condensateur permanent Cp qui reste connecté pendant le fonctionnement du moteur.
Le démarrage étoile/triangle permet notamment de réduire le courant de pointe au démarrage des moteurs. En effet le couplage étoile permet d'appliquer aux enroulements une tension divisée par racine de 3. Par conséquence, le courant d'appel et le couple sont plus faibles.
Le phénomène d'auto-induction se manifeste chaque fois qu'un courant varie dans une bobine.
Un solénoïde est un dispositif électromécanique qui se caractérise par une action linéaire électromagnétique lorsqu'il est soumis à un courant électrique. Le dispositif est une bobine de fil qui, lorsqu'elle est alimentée, génère un champ magnétique à l'intérieur de son noyau.
Le teslamètre permet de mesurer des champs magnétiques se formant lors d'expériences électromagnétiques avec, par exemple, des aimants AINiCo ou des bobines. L'ensemble contient une sonde à effet Hall avec tige statif et console de visualisation avec affichage numérique.