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Vidéo de question : Déterminer la direction du courant dans un moteur à courant continu Physique

Le schéma illustre un moteur à courant continu. La direction du courant à travers la bobine du moteur est indiquée. Lequel des schémas suivants indique correctement la direction du courant à travers la bobine après que celle-ci ait été tournée de 90 ° dans le sens antihoraire ? [A] Schéma A [B] Schéma B

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Transcription de vidéo

Le schéma illustre un moteur à courant continu La direction du courant à travers la bobine du moteur est indiquée. Lequel des schémas suivants indique correctement la direction du courant à travers la bobine après que celle-ci ait été tournée de 90 ° dans le sens antihoraire ?

Sur le schéma, on remarque trois choses. Tout d’abord, on peut voir que la bobine du moteur tourne dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Deuxièmement, on peut voir que le champ magnétique est orienté de gauche à droite car il va du pôle nord, qui est à gauche, au pôle sud, qui est à droite. Troisièmement, le sens du courant dans la bobine du moteur est orienté selon la direction entrante dans la bobine à gauche et orienté selon la direction sortante de la bobine à droite. Et ceci s’explique par le fait que la borne positive du moteur est à gauche, et la borne négative, à droite.

On nous montre ensuite deux schémas possibles, (A) et (B). Le mouvement de la bobine dans ces deux schémas est toujours dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, et la direction du champ magnétique est toujours de gauche à droite car les pôles nord et sud sont au même endroit sur chaque schéma. Les bornes positive et négative du moteur sont également les mêmes puisque la borne positive est à gauche et la borne négative est à droite. Ce qui a changé, c’est l’orientation de la bobine, qui, comme indiqué dans la question, a tourné de 90 degrés dans le sens antihoraire. La bobine était donc initialement dans cette position à gauche et a maintenant tourné de 90 degrés dans le sens inverse des aiguilles d’une montre et se trouve dans la position indiquée sur les schémas de droite.

Et la question nous demande de définir lequel de ces schémas indique correctement le sens du courant à travers la bobine du moteur. Le schéma (A) montre le courant entrant dans la bobine par la droite et sortant de la bobine par la gauche, alors que le schéma (B) montre le courant entrant dans la bobine par la gauche et sortant de la bobine par la droite. On peut tout de suite voir que dans le schéma (A), si le courant entre dans la bobine depuis le moteur de droite et sort du moteur vers la gauche, la direction du courant dans ce schéma est du négatif vers le positif. Et on sait que cela ne peut pas être vrai, donc, on peut affirmer avec certitude que le schéma (A) est incorrect.

Mais pour comprendre pourquoi, regardons de plus près le moteur. Ceci est une vue de bout en bout du commutateur et des balais du moteur. Ici, ces demi-cercles constituent le commutateur, et ils tournent avec la bobine. Et ces rectangles sont des balais qui restent stationnaires. Comme on peut le voir, la moitié du commutateur à gauche sera en contact avec le balai positif, et la moitié à droite sera en contact avec le balai négatif. Donc, si on imagine que la bobine tourne, par exemple, d’un angle de 45 degrés, la direction du courant est toujours orientée comme entrant dans la bobine depuis la gauche et sortant de la bobine vers la droite.

Si on continue à faire tourner la bobine, même si la moitié du commutateur est connectée aux balais positifs et négatifs, le sens du courant est toujours orienté comme entrant dans la bobine depuis la gauche et sortant de la bobine vers la droite. Donc, même si la bobine est tournée, le sens du courant reste toujours le même. Ainsi, pour revenir à la question, même si la bobine est tournée dans le sens antihoraire de 90 degrés, la direction du courant sera toujours de gauche à droite, du positif au négatif. Et cela correspond au schéma (B).

Le schéma indiquant correctement la direction du courant à travers la bobine lorsqu’elle est tournée de 90 degrés dans le sens antihoraire est le schéma (B).

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