Les Moteurs
Le moteur électrique
Le moteur électrique, qui commence à faire son apparition, peut-il concurrencer le moteur à combustion en terme de vitesse ? Pour répondre nous allons étudier son fonctionnement. Aujourd’hui le moyen le plus utilisé pour de stocker de l’énergie électrique est l’utilisation de batterie lithium-ion bien que l’hydrogène possède un rapport énergétique par litre plus important (nous ne nous attarderons pas sur le fonctionnement de celles-ci).
Les batteries fournissant un courant continu les ingénieurs ont donc inventé le moteur à courant continue utilisé aujourd’hui dans nos voitures. Il est constitué principalement d’un rotor (partie qui tourne) et d’un stator (partie fixe). Le stator entoure le rotor et génère un champ magnétique qui le traverse. Le rotor est constitué de bobines de cuivre recouverte d’une couche isolante et de connecteurs. Il est solidaire de l’axe central du moteur.
D’après Laplace, un conducteur placé dans un champ magnétique B et parcouru par un courant I, est soumis à une force F, perpendiculaire au plan formé par I et B. Le rotor pivote donc pour s'orienter avec le champ magnétique. Ici le schéma est simplifié, mais le rotor est composé de plusieurs bobines qui sont activées les unes après les autres pour obtenir un mouvement rotatif continue.
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La distribution du courant de façon discontinue est réalisée grâce à un collecteur tournant (des câbles ne peuvent être utilisés car les deux parties ne sont pas fixes entre elles). Le collecteur tournant consiste en un anneau conducteur d'électricité fixé par un isolant sur l'axe du rotor. La connexion électrique est créée entre l'anneau et la partie fixe par un « balai » réalisé à base de carbone nommé "charbon".
Pour le moteur électrique aussi la puissance moteur dépend du couple et de la vitesse angulaire du moteur, mais dans un moteur électrique le couple du moteur dépend uniquement de l’intensité électrique délivrer et du nombre de tour de chaque bobine, le moteur électrique peur donc délivrer son couple maximum instantanément.
Energie électrique
Diagramme d’énergie du moteur :