Les différences entre les moteurs et les générateurs

Les moteurs et les générateurs sont des appareils électromagnétiques. Ils ont des boucles porteuses de courant qui tournent dans des champs magnétiques. Ce champ magnétique changeant rapidement produit des forces électromotrices, appelées fem ou tensions. Les moteurs électriques et les générateurs sont à l'opposé l'un de l'autre. Les moteurs électriques convertissent l'énergie électrique en énergie mécanique, tandis que les générateurs électriques convertissent l'énergie mécanique en énergie électrique.

Les moteurs électriques et les générateurs ont des boucles porteuses de courant qui tournent en permanence dans un champ magnétique. Les boucles sont enroulées autour d'un noyau de fer appelé armature qui rend le champ magnétique à l'intérieur plus fort. Le courant dans les boucles change de sens, provoquant une rotation constante de l'armature et donc des boucles. Le changement de direction des boucles provoque la génération d'une force électromotrice induite.

Emf est l'abréviation de force électromotrice. Ce n'est pas une force, mais la différence de potentiel entre les bornes d'un appareil qui transforme une forme d'énergie en énergie électrique. Une batterie, par exemple, convertit l'énergie chimique en énergie électrique, et est donc une source de force électromotrice. Une différence de potentiel est une tension.

La force électromotrice induite créée par le mouvement des boucles devient plus grande à mesure que le champ magnétique change rapidement. Il s'agit de la loi d'induction de Faraday, du nom de son découvreur, le célèbre physicien Michael Faraday.

Les générateurs à courant alternatif sont opposés aux moteurs, car ils convertissent l'énergie mécanique en celle électrique. L'énergie mécanique est utilisée pour faire tourner les boucles dans le champ magnétique, et la force électromotrice générée est une onde sinusoïdale qui varie dans le temps. La vapeur produite à partir de combustibles fossiles tels que le charbon, le pétrole et le gaz naturel est une source courante dans des pays comme les États-Unis. En Europe, la fission nucléaire est utilisée pour créer de la vapeur. Dans certaines centrales hydroélectriques, comme celles trouvées à Niagara Falls, la pression de l'eau est utilisée pour faire tourner les turbines. Les turbines sont des rotors à aubes ou à aubes. Le vent et l'eau ne sont pas couramment utilisés comme combustibles fossiles pour les sources d'énergie mécanique, car ils ne sont pas aussi efficaces et sont plus coûteux.

Les moteurs à courant alternatif convertissent l'énergie électrique en énergie mécanique. Un courant alternatif est utilisé pour faire tourner les boucles dans le champ magnétique. La plupart des moteurs à courant alternatif produisent le courant en utilisant l'induction. Un électro-aimant provoque le champ magnétique et utilise la même tension que les bobines.

Les moteurs à courant continu et les générateurs sont similaires à leurs homologues à courant alternatif, sauf qu'ils ont un anneau fendu appelé collecteur. Le collecteur est attaché à des contacts électriques appelés balais. Le changement de direction du courant à travers le commutateur provoque la rotation de l'armature et donc des boucles. Le champ magnétique dans lequel tourne l'armature peut être un aimant permanent ou un électro-aimant. Les générateurs de courant continu ont une force électromotrice générée en courant continu.

Tous les moteurs sont des générateurs. La force électromotrice dans un générateur augmente son efficacité, mais une force électromotrice dans un moteur contribue au gaspillage d'énergie et à l'inefficacité de ses performances. Une force contre-électromotrice est une résistance au changement dans un champ magnétique. Une fem arrière apparaît dans un moteur après qu'il a été allumé, mais pas immédiatement. Il réduit le courant dans la boucle et augmente à mesure que la vitesse du moteur augmente. Cela entraîne également une augmentation des besoins en puissance du moteur, en particulier sous des charges très importantes.