LE MOTEUR À INTERRUPTEUR MAGNÉTIQUE (MIM)

Centre de développement pédagogique Le moteur à interrupteur magnétique (MIM)
moteur_maitre.doc 1 15/02/08
LE MOTEUR À INTERRUPTEUR MAGNÉTIQUE (MIM)
GUIDE DU MAÎTRE
Décembre 2007

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NOTES IMPORTANTES
1. En préalable à la lecture du présent guide, nous vous invitons à lire le
canevas de cette tâche. Le canevas permettra de mieux situer cette
activité à l’intérieur du programme.
2. La partie droite du présent document est un aperçu du cahier de l’élève.
3. Cette activité devrait faire partie intégrante d’une SAE. Le choix du
contexte et les ressources à y ajouter seront dictés par les intentions
pédagogiques de l’enseignant.
4. Le Moteur à Interrupteur Magnétique (MIM) est facile à fabriquer,
simple à expliquer et surtout il est d’une fiabilité surprenante. L’activité
que l’on vous propose ici est très riche et surtout très versatile. À la fin
de celle-ci l’élève sera amené à faire plusieurs calculs (résistance,
puissance, énergie électrique, …). La bonne puissance de ce moteur nous
permet de l’utiliser de façon très concrète. En effet, il est possible
d’utiliser le MIM comme moteur d’ascenseur, moteur de véhicule
terrestre ou même moteur de véhicule nautique (comme un hydroglisseur
par exemple). De plus, en dépouillant le MIM de son interrupteur
magnétique, il est possible de l’utiliser comme générateur de courant
alternatif (alternateur). Il est donc possible de l’utiliser comme
composant d’une éolienne, d’un groupe turbine alternateur ou même dans
la fabrication d’un anémomètre. Des composants électroniques peuvent
même être utilisés pour perfectionner le MIM et redresser le courant
lorsqu’on l’utilise comme alternateur. Une éolienne équipée de la sorte
peut même produire un courant continu d’environ 2,5 volts. Il serait donc
possible qu’une éolienne construite par les élèves puisse alimenter de
petits appareils comme : un lecteur MP3, une montre, une calculatrice,…
5. Huit périodes sont prévues pour cette activité :
o Période 1 : Cartes d’exploration
o Période 2 : Questionnaire sur le fonctionnement du MIM
o Période 3 à 5 : Fabrication du MIM
o Période 6 : Fabrication du support de l’interrupteur
o Période 7 : Mise à l’essai du MIM
o Période 8 : Rédaction du rapport
6. Cette activité pourrait se vivre en équipe de 2 élèves.
7. Vous trouverez en annexe 1 une liste des coordonnées utiles. Nous vous
les rendons disponibles tout en sachant qu’il est possible de trouver la
même chose ailleurs.

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NOTIONS THÉORIQUES
Les concepts abordés ici peuvent être touchés de bien des façons. Il
appartient à chaque enseignant de les aborder à sa manière. De plus,
le matériel disponible dans chaque établissement peut aussi être fort
différent.
Quoi qu’il en soit, nous vous proposons quand même une façon de
faire, à vous de choisir.
 En quatrième secondaire, une certaine latitude doit être laissée à
l’élève. C’est pourquoi, l’élève n’est pas beaucoup guidé par
l’activité elle-même. Ces cartes d’exploration n‘ont pas à être
entièrement complétées lors de la première période de cours. Il
s’agit en quelque sorte d’un premier contact avec les concepts
touchés. C’est en vivant le reste de l’activité que les élèves
pourront, graduellement, les compléter.
 Lors de ce premier cours, l’aide de l’enseignant est primordiale.
Il devrait circuler d’une équipe à l’autre pour partager ses
connaissances et son savoir faire. Différents ouvrages de
références devraient aussi être disponibles (anciens livres de
sciences physiques ou d’I.A.T. par exemple). Il est même
possible de fournir une fiche qui résume les notions théoriques
ciblées (des photocopies par exemple). L’élève n ‘aurait alors qu’à
sélectionner les informations utiles.
CARTE D’EXPLORATION «CIRCUIT»
La notion de conductibilité électrique est importante pour la
compréhension du moteur électrique. En effet, nous n’avons qu’à
penser à l’interrupteur magnétique en verre ou au fil de cuivre
vernis pour nous en convaincre. De plus, cette activité est une
bonne occasion de voir la schématisation des circuits et son
symbolisme. Finalement, il est bon de noter qu’avec sa diode de
protection, le circuit du MIM est un circuit mixte.

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CARTE D’EXPLORATION «MAGNÉTISME»
Le MIM est composé de substances non magnétiques,
magnétiques et ferromagnétiques. Il est parfait pour aborder
ces propriétés, d’autant plus, qu’elles sont essentielles à la
compréhension du fonctionnement du moteur.
Savoir ce qu’est un aimant permanent avec ses pôles et son
champ est essentiel. Les forces qui s’exercent entre deux
aimants doivent aussi être connues. L’utilisation même de la
boussole est indispensable. En effet, l’élève devra déterminer
les pôles des aimants du rotor. Ceux-ci devront être
convenablement orientés, sans quoi, le moteur ne sera pas
fonctionnel.

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CARTE D’EXPLORATION «ÉLECTROMAGNÉTISME»
Le solénoïde détient une place de choix dans la structure du
MIM. Il est important de le comprendre parfaitement. Les
facteurs qui influencent la force de son champ magnétique
doivent être connus (noyau ferromagnétique, nombre de spires,
intensité du courant). C’est en étudiant son champ ainsi que ses
pôles magnétiques que l’élève pourra faire des parallèles avec les
aimants permanents.
La règle de la main droite peut être abordée avec les élèves.
Comme cette notion peut être difficile à comprendre, elle peut
faire l’objet d’une présentation magistrale lors du troisième
cours. Il existe une petite présentation PowerPoint sur le sujet,
elle est disponible auprès du CDP.