La force contre-électromotrice d'un moteur

Exercice · niveau 3 (difficile) · électricité (MPSI), chapitre 9 — Conversion de puissance : rail de Laplace et induction

Énoncé

Un moteur en rotation est aussi le siège d'une induction : il développe une force contre-électromotrice (f.c.é.m.) $e^{'}$ qui s'oppose à la tension d'alimentation $U$ . Le courant vaut $i = \frac{U - e ^{'}}{R}$ ( $R$ : résistance des enroulements).

Au démarrage ( $ω = 0$ , donc $e^{'} = 0$ ), que vaut le courant ? Commenter.

En régime établi, $e^{'}$ augmente avec $ω$ : comment évolue le courant ?

Pourquoi un moteur « force »-t-il (gros courant) quand on bloque son axe ?

Corrigé

1. À $ω = 0$ : $e^{'} = 0$ , donc $i = \frac{U}{R}$ , maximal (appel de courant au démarrage, souvent plusieurs fois le courant nominal).

2. Quand $ω$ croît, $e^{'}$ croît, donc $i = \frac{U - e ^{'}}{R}$ diminue : le moteur lancé consomme moins.

3. Axe bloqué : $ω = 0$ , $e^{'} = 0$ , le courant remonte à $U / R$ (fort) ; le moteur surchauffe (effet Joule) et peut griller — d'où les protections thermiques.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.