20 - Etude de l'intensité du courant
qui traverse un moteur électrique
(20.PH2)
Programme 1994 Classe de 3
ème.Electricité et vie quotidienne.
Contenus
Energie et puissance électrique.
3.2 Moteur électrique, transformation de l'énergie électrique reçue en énergie de mouvement. "Pertes", notamment, par effet Joule.
On attend que l'élève sache :
- qu'un moteur transforme l'énergie électrique essentiellement en énergie de mouvement.
- que si on le bloque, il chauffe et peut être détruit.
Acivités support :
variation de l'intensité absorbée par un moteur à courant continu avec la charge
Principe.
Mesurer, par acquisition de données par ordinateur, l'intensité du courant qui traverse un moteur à courant continu, à vide, en charge, bloqué.
Schémas.
Schéma d'ensemble :
Circuit électrique :
Matériel.
1 petit moteur 12 V à courant continu, ex : moteur de pompe de lave-glace d'auto, muni d'un condensateur de 2200 µF.
Il entraîne, grâce à un bracelet de caoutchouc, un "treuil" (bobine de fil à coudre) sur lequel s'enroule un long fil (résistant) qui assure la traction d'une charge : masse marquée de 50 g.
Le fil doit être très long pour permettre le fonctionnement du moteur "à vide" avant qu'il soulève la charge (Pour cette expérience, la longueur du déplacement vertical de la charge est de l'ordre de 80 cm).
Le circuit d'alimentation comprend un générateur 12 V continu, un suiveur de tension, et en série avec le moteur, un résistor 4,7
W - 10 W aux bornes duquel on mesure la tension, ce qui permet de déduire l'intensité du courant qui parcourt le circuit.1 micro-ordinateur avec SYSAM d'Eurosmart.
Réglages :
Voie A / D
Voie 0 / nom : I-moteur / unité : Ampère / couleur : jaune / style : continu / fenêtre : 1 /
ampli : 0.21142 (1/R) / décal : 0 / mode : AUTO / Calibre : - 5.12 V à + 5.12 V.
Acquisition
Réglages acquis. / points : 130 / durée : 20 ms / moyenne : 64.
Synchronisation / voie : 0 / niveau : 2.7 / sens : descendant.
(Le niveau de synchro à indiquer est la valeur effective de la tension qui provoquera le déclenchement de l'acquisition et ne fait pas intervenir le coefficient ampli déclaré - voir manuel p IV-11).
Echelles / Abscisse
Fenêtre 1 / Abscisse : temps (sans changement) / Echelle X : définie par le logiciel
Echelle Y : manuelle / mini : 0 / maxi : 1.5
De nombreux essais sont nécessaires pour trouver les valeurs optimales de la charge, de la longueur de fil, de la tension à appliquer aux bornes du moteur, du nombre de points de mesures, de la durée entre 2 mesures, du niveau de synchronisation....
F 10 Fermer l'interrupteur pour délencher l'acquisition, surveiller la montée de la charge, et peu après le bloquage du moteur,
ouvrir le circuit !.
Notes Titre / Commentaires.
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