Introduction : Pour tirer le meilleur parti d'un moteur électrique, il est utile d'avoir en tête quelques informations.

Plan :

1 : Principe de fonctionnement
2 : Quelques caractéristiques
3 : Vitesse de rotation
4 : Tension et intensité d'alimentation
5 : Problématique

1 : Principe de fonctionnement

Les moteurs électriques à courant continu fonctionnent grâce au magnétisme. A l’intérieur du moteur se trouve une bobine de fil de cuivre très fin qui peut tourner librement entre les pôles d’un aimant (voir schéma). Le passage du courant électrique dans cette bobine la transforme en un deuxième aimant. Deux aimants peuvent s’attirer ou se repousser par des forces magnétiques. Ce sont ces forces magnétiques qui provoquent la rotation du moteur.

2 : Quelques caractéristiques

Concernant le moteur dont tu disposes, on peut lire sur le catalogue les informations suivantes :

      1,5-4,5 V      ;       à vide et pour 4,5 V : 12000tr/min , 0,2 A    

Transforme ces indications en phrases.

3 : Vitesse de rotation

En supposant que les roues de la maquette tournent à la même vitesse que le moteur à vide, quelle sera la vitesse théorique de la maquette ? 

En combien de temps parcourra-t-elle 1 mètre ?

En réalité, dès que le moteur doit fournir un effort conséquent, il tourne moins vite.  Cependant, sa vitesse de rotation restera trop élevée pour entraîner directement les roues de la maquette.

4 : Tension et intensité d'alimentation.

Alimente le moteur avec la batterie et insère dans ce circuit simple un interrupteur permettant la mise en marche et l'arrêt du moteur.

Mesure l’intensité du courant circulant dans le moteur fonctionnant à vide.

Pince progressivement l’axe du moteur jusqu’à le bloquer mais débloque le rapidement, tu vas comprendre pourquoi.

Observe la valeur de l’intensité lorsque tu bloque progressivement l’arbre.

Rappelle-toi de l’épaisseur du fil de la bobine interne au moteur, que cela t’inspire-t-il ?
Plus l'effort demandé au moteur est important, plus l'intensité du courant qui le traverse.................
Demander trop d'efforts au moteur peut donc avoir comme conséquence .....................(le moins grave) mais aussi....................(très grave)

Recommence la même expérience, mais cette fois-ci, mesure la tension aux bornes de la batterie. Qu'observes-tu ?
Quand l'effort demandé au moteur est important, la batterie doit fournir une forte.................... ce qui a pour conséquence de faire chuter .............................
Cette chute peut entraîner le mauvais fonctionnement du reste du circuit.

5 : Problématique

A retenir : Un moteur électrique en bon fonctionnement tourne....................et fournit .................d'efforts.
Les roues de la maquette devront tourner .................... et fournir ....................d'efforts.  

A première vue le moteur électrique n'est pas adapté pour le défi ! Pour résoudre ce problème, il est grand temps de faire un peu de mécanique (science physique étudiant les mouvements et les forces)