Le cours 7 en pdf

champtournant.odt ­ Marie Pierrot – Lycée du Rempart ­ 01/12/10
Cours 7 : Champs Magnétiques Tournants.
1. Action d'un champ tournant.
n
1.1. Sur une aiguille aimantée.
s
L'aiguille tourne à la même vitesse de rotation que l'aimant.
Sa rotation est synchrone.
Un champ magnétique peut entraîner un aimant ou un électroaimant.
C'est le principe du moteur synchrone.
1.2. Sur un disque métallique (Cuivre ou aluminium )
n
La rotation de l'aimant produit une rotation du disque, mais celui­ci tourne plus lentement que l'aimant: sa rotaion est asynchrone.
En tournant, l'aimant produit des courants de Foucault dans le disque, qui entrainent le disque dans une rotation qui diminue le déplacement relatif du champ magnétique par rapport au disque s
( en effet, les courants de Foucault induits dans le disque s'opposent, d'aprés la loi de Lenz, à la cause qui leur a donné naissance c'est à dire au déplacement relatif du champ par rapport au disque... Question: Le disque peut­il tourner au synchronisme ? ) C'est le principe du moteur asynchrone.
1.3. F.e.m. produite par un champ tournant.
L'aimant, en tournant à la vitesse de n tours par seconde produit une f.é.m. sinusoïdale de fréquence f.
 cos  ω t 
Flux embrassé par la spire : = Φ
s
n
d
=ω  sin  ωt  dt
 =ω 
 Valeur maximale de la f.é.m.: E
E
Valeur efficace de la f.é.m.: E =
=4, 44f 
2
f.é.m. : e =­
Il y a production d'un courant alternatif: c'est le principe de l'alternateur.
2. Production d'un champ tournant.
2.1. Par un courant monophasé.
B
2
ωt
B
2
­> L'aiguille aimantée vibre mais ne tourne pas.
­> Si on la lance, elle continue à tourner dans le sens où elle a été lancée, à la fréquence de rotation n = f.
­> Un disque métallique lancé continue à tourner, mais n < f.
ω
2.2. Théorème de Leblanc.
b = B cos (ωt )
ωt
ω
 cos  ωt  , produit en un point O, et de Un champ magnétique sinusoïdal b= B
direction fixe, est équivalent à deux champs magnétiques d'origine O, de valeur  /2 , et tournant en sens inverse l'un de l'autre à la vitesse maximale B
angulaire ω.
2.3. Champs tournants produits en triphasé.
1
2
3
N
­> Une aiguille aimantée placée en O tourne spontanément au synchronisme.
­> Un disque métallique placé en O, tourne dans le même sens que l'aiguille mais plus lentement.
­> L'inversion de deux fils de phases change le sens de rotation.
­> La composition des six vecteurs tournants donne un vecteur de valeur  / 2 tournant à la vitesse ω.
maximale 3 B
­> L'aiguille aimantée est entraînée sans être lancée.
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