Expériences avec des moteurs à aimants permanents.

 

Quand on applique un courant électrique aux bornes d'un moteur, celui-ci se met à tourner.

Il transforme l'énergie électrique de la pile en énergie mécanique (mouvement, force).

Que se passe-t-il si l'on force un moteur à tourner, sans utiliser de pile ?

 

Pour le savoir, remplaçons la pile par un autre moteur identique (moteur à aimants, relié bornes à bornes au premier).

 

Dès que l'on force le premier moteur à tourner, le second tourne également. Cela montre qu'une énergie mécanique peut se transformer en énergie électrique.

Le premier moteur joue le rôle d'un générateur, le second d'un consommateur.

 

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Mais pour 10 tours du générateur, le consommateur en effectue 8 au mieux. On ne récupère donc pas toute l'énergie : une partie en est perdue. Le rendement énergétique maximal du système est de 8/10 soit 80%.

 

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On remarque qu'il faut fournir un effort plus important pour entraîner le générateur quand celui-ci est en charge, que lorsqu'il est à vide.

Cela montre que l'énergie électrique n'est pas produite à partir de rien. C'est notre effort sur le générateur qui la crée.

C'est le principe de la dynamo, mise au point par Siemens en 1866.

 

Pour affiner notre compréhension, nous réalisons un nouveau montage : les fils du générateur sont reliés aux deux rails d'un train miniature. Ces rails commencent à l'horizontale puis amorcent une côte. La locomotive tire un wagon plat dans lequel on place trois masses de 100 g.

 

 

 

- A vide et sur le plat, la locomotive avance rapidement sans effort particulier au niveau du générateur.

- En côte, on sent une résistance, il faut "mouliner" davantage pour faire grimper la locomotive.

- Avec une charge de 300 g, le train se met en mouvement plus difficilement. Il accélère au prix d'un effort plus intense sur la manivelle du générateur.

- En côte, le train chargé ralentit et finit par s'immobiliser malgré toute l'énergie que l'on donne au générateur en moulinant à toute vitesse.

- En descente, il n'est pas nécessaire de fournir un effort : c'est le moteur du train qui produit de l'énergie et qui fait tourner notre générateur en sens inverse !

On comprend que le système dynamo-moteur est réversible.

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