Les Grecs de l’Antiquité devinaient déjà la présence d’une force invisible qui met certains objets en mouvement. Cependant, la véritable émergence de ce sujet n’a eu lieu qu’au cours de la période d’industrialisation du XIXe siècle. C'est alors que le célèbre scientifique Michael Faraday découvre le phénomène d'induction électromagnétique, qui explique l'apparition d'un courant électrique dans un champ magnétique lorsqu'un conducteur s'y déplace. Aujourd'hui, nous vous invitons à tester cette théorie expérimentalement.
L'essence de l'expérience est la fabrication d'un convertisseur électromécanique basé sur un moteur à courant continu, qui fera tourner des aimants situés dans le cadre de l'inducteur. Grâce à l'excitation de champs magnétiques et à l'apparition de champs électromagnétiques en sortie, nous obtenons un courant électrique.L'expérience est également intéressante car les valeurs de tension obtenues seront supérieures à celles consacrées au fonctionnement du moteur. Mais tout d’abord.
Matériaux – Outils
- Moteur 3 V CC ;
- Aimants carrés en néodyme 10x8 mm ;
- Tige d'acier d'une section de 2-3 mm ;
- Fil de cuivre en isolant verni ;
- Morceaux de plastique ;
- Batterie 3,7 V ;
- Câblage en cuivre, thermorétractable ;
- Super colle.
Les outils dont nous avons besoin pour travailler sont : un fer à souder avec soudure, un briquet, un couteau et une pince avec pince. Un testeur sera nécessaire pour ceux qui souhaitent mesurer la tension de sortie sur le convertisseur.
Assemblage d'un convertisseur de tension électromécanique
Nous fabriquons deux petits cadres de stator à partir d'une tige d'acier. Utilisez une pince pour plier le contour et couper l'excédent. Les extrémités des bobines doivent également être pliées (photo).
Nous connectons les cadres avec de la superglue et mettons du thermorétractable au milieu. On le réchauffe avec un briquet, et on obtient ainsi un noyau de bobine isolé.
Pour le bobinage, nous utilisons du fil de cuivre fin dans une isolation vernie. Il doit être enroulé autour de la zone isolante. Nombre de tours – 600.
Une fois le bobinage terminé, nous laissons deux extrémités de la bobine - l'initiale et la finale. Nous retirons l'isolant en le brûlant avec un briquet ordinaire. Ce sera le stator.
Sur l'arbre du moteur, nous fixons une paire de guides constitués de morceaux de plastique pour aimants en néodyme à l'aide de superglue. Nous les plaçons sur les côtés opposés de l'arbre pour augmenter la zone de contact avec les aimants.
Nous fixons des aimants en néodyme à l'arbre à l'aide de superglue. Veuillez noter qu'ils ne peuvent se connecter que s'ils sont de polarités différentes. Ce sera le rotor de notre convertisseur.
Nous découpons deux bandes de plastique fines aux dimensions du moteur et du châssis. Ils peuvent être légèrement pliés en chauffant le milieu avec un briquet.
Collez les bandes sur le corps du moteur. Ensuite, nous fixons le cadre du stator de manière à ce que ses extrémités ouvertes, sans toucher les aimants, soient placées au centre du rotor.
Notre microconvertisseur le plus simple est prêt. Il ne reste plus qu'à connecter le moteur en soudant ses extrémités avec des contacts et à compléter l'ensemble du circuit avec une alimentation. Une batterie au lithium ordinaire de 3,7 V provenant d'un ordinateur portable convient comme alimentation.
Les mesures avec un testeur montrent une tension de sortie d'un ordre de grandeur supérieure à la tension d'entrée, ce qui signifie que ce circuit fonctionne parfaitement.
Conclusion
En toute honnêteté, il convient de noter que les convertisseurs électromécaniques sont devenus une chose du passé avec l'avènement des microcircuits électroniques et des transistors. Aujourd'hui, vous pouvez acheter des modules élévateurs de tension prêts à l'emploi qui vous permettent d'obtenir des performances élevées d'environ 50 V à partir d'une batterie conventionnelle de 3,2 à 3,7 V. Ils sont silencieux, compacts et rationnels, car avec leur aide, vous pouvez alimenter des appareils de 12 et 24 V. comme les refroidisseurs et les moteurs pas à pas avec une seule batterie !
