If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Si vous avez un filtre web, veuillez vous assurer que les domaines *. kastatic.org et *. kasandbox.org sont autorisés.

Contenu principal

Moteur électrique : Partie II

Comment utiliser un collecteur rotatif pour entretenir le mouvement d'une spire en rotation dans un champ magnétique. Créé par Sal Khan.

Transcription de la vidéo

alors dans la vidéo précédente si tu te souviens bien eh bien on a mis une boucle de courant comme celle ci qui est parcourue non dans ce sens là dans le centre de la petite fiche ici dans un champ magnétique b qui lui allait de la droite vers la gauche est comme ça en fait on a montré que si on partait de cette position-là initialement et bien la partie ici à gauche avaient tendance à aller à s'en aller donc aller à l'arrière de l'écran alors que la partie ici à droite avait tendance à aller vers mme donc sortir de l'écran et que du coup finalement eh bien on avait créé un des forces qui était finalement un couple et donc qu'ils allaient générer un mouvement de rotation autour de l'ex dessinée en jaune ici comme ça et on avait aussi dit que donc on pouvait définir le bras de levier comme étant cette distance là pour le côté va où cette distance là pour le côté orange et on avait dit que dans le cas du début comme ça eh bien c'était le couple maximal puisque le produit vectorielle du bras de levier vectorielle la force est maximale puisque ces deux forces et de vecteurs sont perpendiculaires ensuite on avait dit que si on partait un moment un peu plus loin long qu'on dit d'accord cet oncle a commencé à tourner dans le champ magnétique est bien on avait montré que les forces du au champ magnétique qui s'appliquait sur nos deux côtés d'intérêt sont toujours les mêmes mais que comme l'objet à tourner et bien finalement la direction du bras de levier a changé et fait que finalement les deux vecteurs bras de levier forces ne sont plus perpendiculaire ce qui donnera finalement un couple inférieur à celui du départ donc une vitesse un peu plus faible et ensuite on en était arrivé à cette situation là où finalement la boucle a tellement tournée qu'elle se retrouve complètement deux profils et donc on avait dit que si par exemple je m'occupais du côté orange qui est celui qui est directement face à moi et bien la force f2 sera toujours la même c'est à dire dirigé vers moi et le bras de levier lui aussi est dirigé vers moi donc finalement ces deux forces ces deux par nos deux vecteurs sont colinéaires et vont avoir un produit victoria qui sera nul donc ici à partir de cette position quatre là ce qui se passe en fait c'est qu'il n'y a plus d' influence de ses forces qui s'appliquent sur la boucle donc cette boucle et bien elle devrait s'arrêter en fait sauf que tu vois donc si je fais un tout petit peu de place pour qu'ils vont y voir un peu plus clair en fait elle va pas s'arrêter parce qu'il se trouve que tu vois quand elle était en mouvement il se trouve qu'elle a acquise de ligne de l'inertie et du coup il va lui rester un moment inédit qui va lui permettre finalement de tourner encore un tout petit peu plus loin tu vois donc on peut faire une 3 une part dans une cinquième configuration donc je peux dessiner ici par exemple où finalement et bien la boucle elle a tourné un tout petit peu plus de ce qu'elle était ici mais dans le sens dans lequel elle allait donc c'est à dire qu'elle a des ailes serait comme ça si ja dessine comme ça comme ça hop est par contre tu vois le côté ici et bien ce serait le côté orange en fait le côté orange il a changé de côté par rapport à l' axe de rotation il est passé de l'autre côté et le côté vert il est ici et alors là bas on se demande encore qu'est ce qui se passe au niveau de ces fameuses forces du aux champs magnétiques parce que jean magnétique il est toujours présent et bien on peut refaire règles de la main droite rapidement donc je la dessine pas tu l'a fait avec moi et bien le le sens du courant n'a pas changé donc il rentre cette fois ci par là comme ça et comme ça donc on voit que le vecteur l2 sera comme ça donc on met notre pouce sur l2 on met notre temps notre index selon b et on tend le majeur et donc on voit qu'on se retrouve exactement cette situation là encore et du coup on trouve que finalement et bien la force f2 elle est toujours la même et de la même façon on peut réitérer sur f1 et on trouvera que f1 il va toujours comme ça sauf que là si on se pose un petit peu bien qu est ce que ça veut dire d'avoir ses forces la danse pour un objet dans cette configuration là et bien si tu regardes ça veut dire que la partie qui est déjà face à man elle essaye d'être encore plus face à moi donc en fait elle va avoir tendance à aller vers l'avant à aller vers l'avant comme ça alors que la partie en verre qui était déjà à l'arrière va avoir tendance à aller vers l'arrière et donc finalement eh bien ça veut dire qu'une fois qu'on est arrivé dans cette configuration là et bien l'objet va aller dans l'autre sens si là il aura envie de tourner dans l'autre sens du style jedessine ça veut dire qu'en fait il va avoir envie de tourner comme ça vraiment dans l'autre sens comparer ensuite tout à l'heure donc tu vas là c'est plutôt rigolo parce qu'on montre finalement bien on peut pas entretenir le mouvement de rotation avec un système comme ça puisque la rotation va être possible en gros pour un juste un angle de 90 degrés et une fois que tu auras tournée 90° et bien tu te trouves pas forcément une configuration où si tu continues le mouvement parce que par exemple la boucle a acquise de l'inertie ou des choses comme ça eh bien elle va vouloir tourner dans l'autre sens donc aussi on vous faire un moteur électrique comme ça c'est pas gagné donc tu vois là les les solutions qui s'offrent à nous il y en a plusieurs alors si on se dit d'accord nous on veut faire un moteur donc l'idée tu vois c'est d'alimenter quelque chose qui génère un mouvement mais voilà tant qu'on alimente le mouvement y continuez donc le rôle de la rotation elle est dans le même sens donc que d'après ce que je viens de dire ici la première chose à laquelle on pense et dans l'insistance du courant effectivement à chaque fois que tu passes au delà de 90 degrés aptus which le sens du courant et tu vas xi ici le courant était dans l'autre sens eh bien on retrouverait exactement la configuration du début donc le mouvement serait entretenu sauf que tu vois c'est pas évident à faire ça veut dire qu'il faut calibrer parfaitement la vitesse angulaire est à chaque fois avoir quelque chose quitte un verre au sens du courant donc c'est pas c'est pas hyper facile alors la deuxième chose avec un peu pensé c'est d'inverser le sens de b parce que là encore si tu gardes le même sens du courant mais que tu te mets tu places dans un champ magnétique qui lui alternatif et qui part de la gauche vers la droite puis de la droite vers la gauche et ainsi de suite toujours pareil en calibrant bien par rapport à la vitesse de rotation pour que ce switch arrive au bon moment et bien là aussi ça peut marcher mais encore une fois tu vois que c'est pas très efficace et c'est plutôt compliqué quand même et d'ailleurs il reste encore un des problèmes finalement à tout ça c'est que si même on imaginer faire ça avec un champ magnétique alternatif ou avec un changement de courant eh bien tu vois finalement tu es fils il s'en mêlerait les fils qui alimente l'objet et du coup il s'en mêlerait s'en mêlerait et puis un moment matt aurait plu à 7,6 enfin ça casserait tu vois quand tout cas fins et c'est pas possible comme ça et donc en fait les gens ont inventé un une solution à ce problème ils ont trouvé une solution à ce problème et cette solution eh bien vous s'appelle le collecteur rotatif alors on va avoir tout de suite parce que c'est en détail alors dans notre cas un collecteur rotatif et bien ça va être utilisé comme ça donc en fait je vais reprendre tout d'abord mon schéma initial comme ça ma boucle de courant et en fait ici il va y avoir les petites électrodes d'une façon peu près ça comme ça qu'ils ont le relier au collecteur rotatif et mon collector rotatif y ressemble à ça comme ça et là et bien il ya un générateur donc ici j'ai plus ici j'ai moins donc si je dessine le sens de mon courant et bien il va aller comme ça comme ça et comme ça comme ça d'après les branches ici et comme ici ces électrodes fond de contact et bien en fait le courant il va descendre dans ma boucle comme ça et donc je vois que maintenant le bas de mon dessin exactement analogue à celui j'avais dessiné au donc sans trop se fatiguer on peut dire que ici et bien sûr cette partie là la force électromagnétique la force du au champ magnétique pardon était comme ça alors que sur le côté droit la force du aux champs magnétiques était comme ça r oui j'ai oublié et le champ magnétique est toujours présent comme ça donc finalement si maintenant on imagine par exemple que cet objet il ya un petit support en fait larmes d'une petit support il est posé je sais pas par terre et qui le tiennent tu vas avec ce support il est pile aligné à l' axe de rotation comme ça un axe de symétrie de l'objet donc ce qu'on se dise qu'on sait c'est que cet objet va se mettre à tourner ap comme ça il va tourner dans ce sens là donc ce que je dessine en grâce et ce qui est au dessus de ma feuille dont qui tournent en ce sens là donc comme il tourne d'après ce qu'on a dit tout à l'heure il ya un moment où il va retourner 90 degrés donc je refais un dessin donc je commence par le collecteur rotatif comme sa puce - l'électrode up l'électrode et finalement à 90° et ben ce qui va se passer c'est qu'on va perdre contact il y aura plus de contacts électriques tu vois je vais être comme ça avec mon électrodes ici et en fait ça va être tout droit comme ça on va pas trop voir d'ailleurs tu vas l'aller les différences de profondeur on voit juste quelques chutes de profil de cette façon là avec toujours notre support comme ça qui est posée par terre donc tu vois finalement là et bien comme il n'ya plus contacts électriques ça veut dire qu'il n'ya plus de courant dans ma boucle et ça veut dire qu'il n'y a plus de forces du 1e au champ magnétique puisque sans courant cette force n'existe pas et donc ça veut dire qu'il ya plus de couple donc ça veut dire finalement que cet objet de enfin il là il n'y a plus rien qui vous maintient le mouvement sauf que comme on a dit tout à l'heure il va se passer la même chose cet objet il a pu acquérir de nerfs s'y est donc y sont moment il a toujours un moment cinétique qui va faire perdurer le mouvement dans le même sens donc s'il va faire perdurer son mouvement dans ce sens là mais ce moment cinétique il va pas suffire à entretenir l'ensemble du mouvement il va juste servir à aller au delà de 90 degrés et donc après eh bien ce qui va se passer alors d'ailleurs là on va voir ça dans la prochaine vidéo parce que je crois qu'on a plus beaucoup de temps dans celle ci donc la suite dans la prochaine vidéo a tout de suite