électromagnétisme (PSI) · Chapitre 4 · Application directe du cours

Cadre tournant : l'alternateur

Électromagnétisme dans l'ARQS : induction · niveau 2

Énoncé

Un cadre plan de $N$ spires, de surface $S$ , tourne à la vitesse angulaire $ω$ autour d'un axe de son plan, dans un champ uniforme permanent $B$ perpendiculaire à l'axe. Établir la fem induite.

Corrigé

La normale au cadre fait avec $B$ l'angle $θ (t) = ω t$ . Le flux embrassé vaut $Φ = N B S cos (ω t)$ , d'où

$e = - \frac{d Φ}{d t} = N B S ω sin (ω t) .$

La fem est sinusoïdale, d'amplitude $E_{0} = N B S ω$ et de pulsation $ω$ : c'est le principe de l'alternateur, qui convertit une puissance mécanique de rotation en puissance électrique alternative. La fréquence du réseau ( $50 H z$ ) fixe $ω$ .

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