Selon la loi d'Ohm, le courant (I) à travers un fil conducteur est directement proportionnel à la tension appliquée (V) et à la résistance du fil (R). Cette relation ne change pas si le fil est enroulé autour d'un noyau pour former le rotor d'un moteur électrique. Sous forme mathématique, la loi d'Ohm est
V=IR
ou, pour mettre le courant et la résistance de part et d'autre du signe égal :
I=\frac{V}{R}
La résistance du fil dépend de son diamètre, de sa longueur, de sa conductivité et de la température ambiante. Le fil de cuivre est utilisé dans la plupart des moteurs, et le cuivre a l'une des conductivités les plus élevées de tous les métaux.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
La loi d'Ohm vous dit que le courant traversant un fil - même un long fil enroulé autour d'un solénoïde de moteur - est égal à la tension divisée par la résistance. Vous pouvez déterminer la résistance d'une bobine de moteur si vous connaissez le calibre du fil, le rayon du solénoïde et le nombre d'enroulements.
Résistance de fil
La loi d'Ohm vous dit que vous pouvez calculer le courant à travers un enroulement de moteur si vous connaissez la tension et la résistance du fil. La tension est facile à déterminer. Vous pouvez connecter un voltmètre aux bornes de la source d'alimentation et le mesurer. Déterminer l'autre variable, la résistance du fil, n'est pas aussi simple, car cela dépend de quatre variables.
La résistance du fil est inversement proportionnelle au diamètre et à la conductivité du fil, ce qui signifie qu'elle augmente à mesure que ces paramètres diminuent. D'autre part, la résistance est directement proportionnelle à la longueur du fil et à la température - elle augmente à mesure que ces paramètres augmentent. Pour rendre les choses encore plus compliquées, la conductivité elle-même change avec la température. Cependant, si vous effectuez vos mesures à une température particulière, telle que la température ambiante, la température et la conductivité devient constante, et vous n'avez qu'à considérer la longueur du fil et son diamètre pour calculer le fil la résistance. La résistance (R) devient égale à une constante (k) multipliée par le rapport de la longueur du fil (l) au diamètre (d) :
R=k\frac{l}{d}
Longueur de fil et calibre de fil
Vous devez connaître à la fois la longueur du fil enroulé autour d'un solénoïde de moteur et le diamètre du fil pour calculer la résistance. Cependant, si vous connaissez le calibre du fil, vous connaissez le diamètre, car vous pouvez le rechercher dans un tableau. Certains tableaux aident encore plus en répertoriant la résistance par longueur standard pour les fils de toutes les jauges. Par exemple, le diamètre d'un fil de calibre 16 est de 1,29 mm ou 0,051 pouce, et la résistance pour 1 000 pieds est de 4,02 ohms.
En fin de compte, tout ce que vous avez vraiment besoin de mesurer est la longueur du fil, en supposant que vous connaissiez le calibre du fil. Dans un solénoïde de moteur, le fil est enroulé plusieurs fois autour d'un noyau, donc pour calculer sa longueur, vous avez besoin de deux informations: le rayon du noyau (r) et le nombre d'enroulements (n). La longueur d'un enroulement est égale à la circonférence du noyau – 2πr – donc la longueur totale du fil est de 2πrn. Utilisez cette expression pour calculer la longueur du fil, et une fois que vous la connaissez, vous pouvez extrapoler la résistance à partir d'un tableau de résistance.
Calculer le courant
Connaissant la tension appliquée et ayant calculé la résistance du fil, vous avez tout ce dont vous avez besoin pour appliquer la loi d'Ohm pour déterminer le courant circulant dans la bobine. Étant donné que la force du courant détermine la force du champ magnétique induit de la bobine, cette information vous permet de quantifier la puissance du moteur.