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Vidéo de question : Comprendre le fonctionnement d’un commutateur Physique

Le schéma illustre un moteur à courant continu. La bobine du moteur est représentée simultanément sous trois angles différents du champ magnétique du moteur. Lequel des schémas représente correctement les trajets suivis par le courant à travers chacune des bobines, de la borne positive du moteur à la borne négative ? [A] Schéma A [B] Schéma B [C] Schéma C [D] Schéma D

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Transcription de vidéo

Le schéma illustre un moteur à courant continu. La bobine du moteur est représentée simultanément sous trois angles différents du champ magnétique du moteur. Lequel des schémas représente correctement les trajets suivis par le courant à travers chacune des bobines, de la borne positive du moteur à la borne négative ?

Le schéma illustre la bobine du moteur à trois positions différentes. On va indiquer la position où la bobine est à la position horizontale une. Ensuite, lorsque la bobine est tournée dans le sens horaire d’environ 45 degrés, on note cela comme la position deux, puis lorsqu’elle est tournée de 90 degrés supplémentaires, la position trois. Le schéma nous montre également que la borne positive du moteur est à gauche et la borne négative est à droite, ce qui signifie que ce balai à gauche est connecté à la borne positive, et le balai à droite est connecté à la borne négative.

Ces deux demi-cercles constituent le commutateur, qui tourne avec la bobine lors de son déplacement. Jetons un coup d’œil au commutateur dans chacune de ces trois positions pour déterminer quel sera le sens du courant dans la bobine. Commençons par la position une. Comme on peut le voir, la moitié gauche du commutateur est connectée à la borne positive et la moitié droite du commutateur est connectée à la borne négative. Cela signifie que le courant entrera dans la bobine à partir de la gauche et en sortira à droite.

Dessinons cela sur notre schéma principal. Comme on peut le voir, le courant se déplace dans le sens des aiguilles d’une montre autour de la bobine, entrant sur le schéma par la gauche et sortant du schéma par la droite. On peut vérifier nos schémas pour voir s’ils correspondent à cela. Et on peut voir que les schémas (A), (B) et (C) illustrent tous correctement la direction du courant en position une, alors que ce n’est pas le cas pour le schéma (D). Par conséquent, on peut éliminer le schéma (D). Maintenant, regardons le commutateur en position deux. Le commutateur en position deux ressemble beaucoup à la position une, mais il est tourné de 45 degrés dans le sens horaire.

Une fois de plus, la moitié gauche du commutateur est connectée à la borne positive et la moitié droite est connectée à la borne négative. Donc, comme en position une, le courant entre dans la bobine à gauche et sort à droite. Tout comme en position une, le sens du courant sur le côté gauche de la bobine est dans le sens entrant dans le schéma, et sur le côté droit de la bobine est dans le sens sortant du schéma.

Vérifions cela sur les schémas restants (A), (B) et (C). On peut tout de suite voir que le schéma (A) montre la mauvaise direction du courant, en position deux, le schéma (A) montre le courant sortant du schéma à gauche et entrant dans le schéma à droite. Ceci est incorrect. On peut donc éliminer le schéma (A). Alors que les schémas (B) et (C) montrent tous les deux la bonne direction du courant.

Passons donc à la position trois. La position trois est tournée de 90 degrés dans le sens des aiguilles d’une montre à partir de la position deux. Et cela signifie que la moitié du commutateur qui était à droite en position deux est maintenant à gauche en position trois. De même, la moitié du commutateur qui était à gauche en position deux est maintenant à droite.

Et cela signifie en fait que même si une moitié différente du commutateur entre en contact avec les balais positifs et négatifs, le courant entre toujours dans la bobine par la gauche et sort de la bobine par la droite. Et on peut dessiner cela sur notre schéma. Et on voit qu’une fois de plus, la direction du courant sur le côté gauche de la bobine est dans le sens entrant dans le schéma et sur le côté droit de la bobine est dans le sens sortant du schéma.

En regardant les schémas restants (B) et (C), on voit que dans le schéma (B) la direction du courant sur le côté gauche de la bobine en position trois est dans le sens entrant dans le schéma et dans le sens sortant du schéma du côté droit de la bobine, ce qui est correct, alors que le schéma (C) indique le contraire. En position trois, le sens du courant sur le côté gauche de la bobine est dans le sens sortant du schéma et se trouve dans le sens entrant dans le schéma du côté droit. Ceci est incorrect. On peut donc éliminer le schéma (C).

On a donc éliminé les schémas (A), (C) et (D). Et on a montré que le schéma (B) indique la bonne direction du courant pour chacune des positions de la bobine. Par conséquent, le schéma qui représente correctement les chemins suivis par le courant à travers chacune des bobines, de la borne positive du moteur à la borne négative, est le schéma (B).

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