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...explore: Le moteur électrique

Nous l'avons vu dans la dernière séquence avec la boussole et l'électroaimant: lorsqu'on trouve le bon rythme l'aiguille de la boussole se met à tourner régulièrement. Le moteur électrique fonctionne exactement de la même manière, mais tout se passe bien plus vite.

Elektromotor explore-it
Construis un moteur électrique

Tu as besoin d'un aimant permanent (deux aimants en anneau) et un électroaimant (bobine) avec axe de rotation (épingles) qui s'allume et s'éteint dans le bon rythme (interrupteur). Cela ne fonctionne bien sûr pas sans courant. Tu as ainsi également besoin d'une source de tension (pile).

Elektromotor

Material

  • Une plaque de Styropor
  • Source de tension (pile avec deux petits aimants aux pôles)
  • 2 aimants en anneau
  • 30 cm de fil électrique isolé, 2 épingles à nourrice
  • 2 épingles en laiton (Axes). Une des épingles a une ligne au feutre noir qui interrompt le de courant électrique.
  • Une pièce en bois de balsa en guise de corps de bobine.
  • Ruban adhésif double face.
Elektromotor erforschen Trace sur la mousse deux droites parallèles à 3 cm d'écart. Les lignes serviront d'orientation lors de l'assemblage du moteur électrique.
Elektromotor erforschen Colle avec le double face la pile (avec les deux petits aimants aux pôles) au milieu de la droite inférieure.

Place les deux aimants en anneau horizontalement sur la pile.

Elektromotor erforschen Ouvre les épingles à un angle droit.
Tu peux utiliser les coins de la plaque en Styropor comme référence pour l'angle droit.
Elektromotor erforschen Insère les épingles ouvertes à la verticale profondément dans le Styropor, sur la ligne supérieure.
L'écart entre les épingles correspond à la longueur de la pile.
Elektromotor erforschen Insère les deux clous en laiton à l'horizontale, sur les côtés du corps de la bobine, à une profondeur de 1cm.
Attention: Une fois installés, les clous ne doivent plus être déplacés! Sinon ils ne tiennent plus dans le balsa.
Elektromotor erforschen Il est important que les deux clous forment une ligne. Ils doivent absolument rester horizontaux jusqu'à la fin!

Les bouts dénudés du câble sont enroulés pour éviter qu'ils ne s'ébouriffent.

Elektromotor erforschen Enroule une extrémité du fil autour du premier clou.

Choisis d'abord le clou avec la ligne de feutre noir. Ce clou est "l'interrupteur" car le feutre ne conduit pas l'électricité.

Elektromotor erforschen Le câble est enroulé autour du corps de la bobine, toujours dans le même sens le long du milieu et proche des clous.

Entoure la deuxième extrémité autour du deuxième clou. - La bobine est terminée!

Elektromotor erforschen Avant de mettre la bobine, il ne doit pas y avoir de courant. Le contact à la source de tension est interrompu en éloignant l'épingle. (commutateur)
Dépose la bobine délicatement dans les supports des épingles.
Elektromotor erforschen Pour éviter un retour involontaire du "commutateur", place un morceau de carton (ou le papier de verre) entre l'épingle et la source de tension.

Vérifie encore une fois toutes les pièces.

Elektromotor erforschen

Mets le contact à la source de tension avec l'épingle. Tourne légèrement la bobine avec la main...

Alors? - Est-ce-que ça tourne?

explore-it
Expériences avec le moteur électrique

Découvre les différentes possibilités pour changer le sens de rotation de la bobine.
Découvre comment rendre le moteur électrique encore plus puissant

...explore: etudie le fonctionnement de ton moteur électrique! L’animation te montre les rapports que tu pourras analyser

Tu peut changer l´image du moteur électrique: les forces magnétiques invisibles sont ainsi présentées. Cette approche d’aidera à comprendre le fonctionnement du moteur.

 

...explore: une explication du moteur électrique, pas à pas

Comme c’est un peu complexe, nous le montrons directement deux fois. Lors du premier passage, observez particulièrement l’interrupteur: quand laisse-t-il passer le courant, quand est-ce qu’il interrompt le courant électrique ?

EMotErkl01
  • La bobine est en position d’arrêt
  • L’interrupteur (ligne au feutre noir) est tourné vers le haut
  • Une épingle de sûreté est décalée par rapport à la pile c’est pour ça que le courant ne circule pas!
EMotErkl02
  • L’épingle de sûreté fait le contact avec la pile – le courant circule (rouge)
  • La bobine devient un aimant électrique et forme deux pôles (+/-)
  • Le pôle de l’aimant permanent tourné vers la bobine entre en interaction avec les pôles de l’aimant électrique : Les pôles identiques se repoussent. Les pôles différents s’attirent.
EMotErkl03
  • La bobine commence à tourner (peut-être qu’il faut l’aider un peu).
  • En tournant, l’interrupteur (ligne noire) bascule vers le bas ...
EMotErkl04
  • ...et vient se poser sur l’épingle de sûreté
  • L’interrupteur empêche le contact électrique avec l’épingle de sûreté et, de cette manière, le courant électrique est interrompu.
  • Les pôles (+/-) de la bobine disparaissent.
EMotErkl05
  • De part sa masse, la bobine continue à tourner quand même ...
  • et l’interrupteur se déplace vers le haut.
EMotErkl06
  • Le contact électrique à l’épingle de sûreté est rétabli – le courant circule (rouge)
  • La bobine devient un aimant électrique et forme deux pôles (+/-)
  • Le pôle de l’aimant permanent tourné vers la bobine entre en interaction avec les pôles de l’aimant électrique : les pôles identiques se repoussent. les pôles différents s’attirent ... etc. ... etc. ...
EMotErkl07
  • Le moteur électrique fonctionne...

Lors du deuxième passage, observez particulièrement les pôles (+/-) de l’aimant électrique: Quand sont-ils formés, quand disparaissent-ils et pourquoi la bobine tourne-t-elle?
 
EMotErkl08
  • La bobine est en position d’arrêt
  • L’interrupteur (ligne au feutre noir) est tourné vers le haut
  • Une épingle de sûreté est décalée par rapport à la pile c’est pour ça que le courant ne circule pas !
EMotErkl09
  • L’épingle de sûreté fait le contact avec la pile – le courant circule (rouge)
  • La bobine devient un aimant électrique et forme deux pôles (+/-)
  • Le pôle de l’aimant permanent tourné vers la bobine entre en interaction avec les pôles de l’aimant électrique : Les pôles identiques se repoussent. Les pôles différents s’attirent.
EMotErkl10
  • La bobine commence à tourner (peut-être qu’il faut l’aider un peu)
  • En tournant, l’interrupteur (ligne noire) bascule vers le bas ...
EMotErkl12
  • ...et vient se poser sur l’épingle de sûreté
  • L’interrupteur empêche le contact électrique avec l’épingle de sûreté et, de cette manière, le courant électrique est interrompu
  • Les pôles (+/-) de la bobine disparaissent
EMotErkl13
  • De part sa masse, la bobine continue à tourner quand même ...
  • et l’interrupteur se déplace vers le haut.
EMotErkl14
  • Le contact électrique à l’épingle de sûreté est rétabli – le courant circule (rouge)
  • La bobine devient un aimant électrique et forme deux pôles (+/-)
  • Le pôle de l’aimant permanent tourné vers la bobine entre en interaction avec les pôles de l’aimant électrique : Les pôles identiques se repoussent. Les pôles différents s’attirent ... etc. ... etc. ...
EMotErkl07
  • Le moteur électrique fonctionne...

Qui est explore-it

gemeinnütziger Vereinune association d’utilité publique
Les accords de prestations avec les administrateurs d’explore-it prévoient qu’explore-it passe du statut de projet à celui de fournisseur de matériel d’enseignement-apprentissage. En tant que projet de recherche et développement dans des Hautes Ecoles, il n’était pas possible d’offrir du matériel et des services pour la vente. Pour cette raison, un accord entre les partenaires a mené à la formation d’explore-it. Le but de l’organisation est le développement de la compréhension de la technique et des sciences naturelles chez les enfants et les jeunes. L’organisation est à but non-lucratif exclusivement. Elle est exemptée de taxation fiscale depuis février 2010. Le matériel d’explore-it est assemblé par ARWO Wettingen (Travail et logement pour les personnes avec handicap) à Wettingen (AG).
 
StiftungUne fondation
Afin d'obtenir d'avantage de fonds de donateurs et d'utiliser ceux-ci à des fins déterminées, l'association a créé en août 2012 la "fondation explore-it". L'objectif est de promouvoir la compréhension et la capacité d'innover chez les enfants et les adolescents en sciences et technologies, ainsi que le soutien et le financement des activités de l'association explore-it.

Forschungs- und Entwicklungsprojektun projet de recherche et développement
explore-it est le fruit d'un spin-off de la Haute école Pédagogique du Valais (HEPVS) et de la PH der Fachhochschule Nordwestschweiz (PH FHNW) datant de 2008.

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