Le compteur électrique à disque

Exercice · niveau 2 · électricité (MPSI), chapitre 9 — Conversion de puissance : rail de Laplace et induction

Énoncé

Les anciens compteurs électriques comportent un disque d'aluminium qui tourne d'autant plus vite que la puissance consommée est grande.

Quel phénomène met le disque en rotation, et lequel le freine ?

Pourquoi sa vitesse de rotation est-elle (à l'équilibre) proportionnelle à la puissance ?

Comment compte-t-on alors l'énergie consommée ?

Corrigé

1. Des bobines (parcourues par le courant et soumises à la tension) créent un champ qui induit dans le disque un couple moteur ; un aimant permanent y induit des courants de Foucault freinants (proportionnels à la vitesse).

2. À l'équilibre, couple moteur ( $\propto$ puissance) $=$ couple de freinage ( $\propto$ vitesse) : la vitesse de rotation est donc proportionnelle à la puissance.

3. Le nombre de tours (vitesse intégrée dans le temps) est proportionnel à l'énergie ( $=$ puissance $\times$ temps) : un compteur de tours affiche les $kWh$ .

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