Tout Sur Les Moteurs Electrique

Tout sur les moteurs électriques Présenté par TryEngineering - www.tryengineering.org Cliquez ici pour donner votre avis sur cette leçon. Objet de la leçon Moteurs électriques : les principes et emplois courants. Remarque : Ce plan de leçons est conçu pour être réalisé en classe uniquement, sous la supervision d’un enseignant ayant de bonnes notions d’électricité et d’électronique.

Sommaire de la leçon Les élèves étudient les principes de base des moteurs électriques et en explorent les emplois courants. À l’aide d’un kit bon marché, ils construisent un modèle utilisable de moteur électrique pour toute la classe. Ils forment ensuite des équipes « d’ingénieurs » en vue de déterminer les modifications nécessaires pour rendre le moteur utilisable dans un sèche-cheveux.

Niveaux d’âge 10-18 ans.

Objectifs  Apprendre les principes de base des moteurs électriques.  Appliquer la théorie aux emplois courants des moteurs électriques.  Construire un modèle utilisable de moteur électrique pour toute la classe.

Résultats escomptés à la fin de la leçon Au terme de cette activité, les élèves âgés de 10 à 14 ans devraient acquérir une compréhension des sujets suivants :  Principes des moteurs électriques  Principes du magnétisme  Principes des courants électriques Les élèves devront également appliquer la théorie aux emplois courants des moteurs électriques et développer leurs connaissances de la conception et du fonctionnement d’un moteur.

Moteurs électriques : Introduction Voici quelques principes pédagogiques de base sur les moteurs électriques :  Les aimants s’attirent et se repoussent. Les pôles identiques se repoussent, les pôles contraires s’attirent.  Un courant électrique produit un champ magnétique. La force et la direction du champ magnétique varient en fonction de la force et de la direction du courant électrique.  Le simple fait d’enrouler un fil porteur de courant électrique autour d’une barre en fer crée un aimant qui peut être activé et désactivé. De même, la force et la direction des pôles magnétiques peuvent facilement être contrôlées en changeant la force et la direction du courant électrique.

Moteurs électriques Développé par l’IEEE dans le cadre de TryEngineering www.tryengineering.org

Page 1 sur 11

Moteurs électriques : Introduction (suite) Vue d’ensemble des principes de base  Principes du magnétisme

Le magnétisme est une force naturelle qui attire et repousse. À l’inverse de la pesanteur, qui exerce uniquement une force d’attraction sur tout objet, certains types de matériaux seulement peuvent être magnétisés de façon à ce qu’ils exercent une force magnétique, et certains matériaux seulement sont affectés par cette force, principalement les métaux comme le fer et le nickel. Lorsqu’un objet devient magnétisé et exerce une force magnétique, on l’appelle un aimant. Un aimant possède un pôle magnétique à chaque extrémité : un pôle nord et un pôle sud. Les pôles identiques se repoussent et les pôles contraires s’attirent. Un pôle nord attire le pôle sud d’un autre aimant, mais repousse un pôle nord, et un pôle sud attire le pôle nord, mais repousse un pôle sud. La Terre est en fait un aimant géant, qui possède un pôle nord et un pôle sud magnétiques, ce qui explique pourquoi le pôle sud d’un petit aimant (comme l’extrémité de l’aiguille d’une boussole magnétique) pointera toujours vers le nord. La force magnétique autour d’un aimant forme un champ magnétique. Ce champ est constitué de lignes de force allant du pôle nord au pôle sud. Lorsque des pôles contraires sont rapprochés, leurs lignes de force se joignent ; mais lorsque des pôles identiques sont rapprochés, leurs ligne de force se repoussent.  Électroaimants

Les chercheurs se sont longtemps demandés s’il y avait un rapport entre les forces d’attraction et de répulsion de l’électricité et celles du magnétisme. En 1820, le physicien danois Hans Christian Øersted découvre qu’un fil électrique traversé par un courant électrique produit un champ magnétique. En fait, le fait d’enrouler un fil électrique autour d’un noyau en fer et d’y faire passer du courant électrique produit un puissant effet magnétique appelé « électroaimant ». Le physicien britannique Michael Faraday découvre par la suite que le déplacement d’un fil électrique à travers un champ magnétique génère du courant. C’est ce qu’on appelle l’induction.  Application des principes magnétiques et électriques à la conception des moteurs

Ces découvertes ont mené à l’invention des générateurs et moteurs électriques. Un générateur électrique transforme le mouvement (produit par un moteur à vapeur, par le vent ou autre) en électricité. Un moteur électrique reconvertit l’électricité en mouvement. Ces deux machines sont la base de l’énergie électrique moderne.

Activités de la leçon Vue d’ensemble I. Introductions II. Vue d’ensemble des principes de base des moteurs A. Principes du magnétisme B. Électroaimants C. Application des principes magnétiques et électriques à la conception des moteurs III. Construction d’un moteur IV. Essai V. Suggestions d’enseignement pédagogique VI. Questions et réponses VII. Avis de l’enseignant

Moteurs électriques Développé par l’IEEE dans le cadre de TryEngineering www.tryengineering.org

Page 2 sur 11

Ressources/Matériaux  Documents de ressource aux enseignants (en pièces jointes)  Kit de moteur électrique pour jouets (bas de gamme), disponible auprès de Science First, 800-799-8301 ou sur www.sciencefirst.com. Voir description du produit ci-jointe.  Fournitures non comprises dans le kit : papier abrasif, ruban adhésif en cellophane, ciseaux ou pinces coupe-fil, piles, petit tournevis

Alignement sur les structures des programmes scolaires Voir la fiche ci-jointe décrivant l’alignement des programmes scolaires.

Liens Internet  TryEngineering (www.tryengineering.org)  Musée virtuel IEEE (www.ieee-virtual-museum.org) (en anglais)  International Technology Education Association Standards for Technological Literacy (en anglais) (www.iteawww.org/TAA/PDFs/ListingofSTLContentStandards.pdf)  McREL Compendium of Standards and Benchmarks (en anglais) (www.mcrel.org/standards-benchmarks) Une compilation des normes en matière de contenu des programmes scolaires de la maternelle au secondaire, en formats recherche et navigation.  National Science Education Standards (en anglais) (www.nsta.org/standards)  Science First (fournisseur du kit de moteur pour jouets) (www.sciencefirst.com) (en anglais)

Lecture recommandée (en anglais)  « The Usborne Book of Batteries & Magnets » (ISBN : 074602083X)  « DK Eyewitness Series: Electricity » (ISBN : 0751361321)  « Janice VanCleave's Physics for Every Kid: 101 Easy Experiments in Motion, Heat, Light, Machines, and Sound », de Janice VanCleave. « John Wiley & Sons » (ISBN : 0471525057)

Activité d’écriture facultative  Citer des exemples de moteurs utilisés à la maison ou à l’école. Rédiger une dissertation (ou un paragraphe, selon l’âge) décrivant l’impact du moteur sur la machine dans laquelle il est utilisé. Par exemple, un ventilateur électrique sans moteur devrait être actionné de toute autre manière pour produire du vent.

Références Ralph D. Painter, Douglas Gorham et autres bénévoles de la section Côte ouest de la Floride, Etats-Unis, de l’IEEE URL : http://ewh.ieee.org/r3/floridawc

Moteurs électriques Développé par l’IEEE dans le cadre de TryEngineering www.tryengineering.org

Page 3 sur 11

Moteurs électriques Pour les enseignants : Alignement sur les structures des programmes scolaires Remarque : Tous les plans de leçons de cette série sont alignés sur les normes nationales pour l’enseignement des sciences (National Science Education Standards), établies par le Conseil national de recherche des Etats-Unis (National Research Council) et approuvées par l’Association nationale des enseignants des sciences des Etats-Unis (National Science Teachers Association), et si applicable, sur les normes internationales d’enseignement de la technologie pour l’alphabétisation technologique (International Technology Education Association's Standards for Technological Literacy).

Normes nationales pour l’enseignement des sciences de la CM2 à la quatrième (10 à 14 ans) NORME DE CONTENU B : Sciences physiques Au terme de leurs activités, tous les élèves devraient acquérir une compréhension de :  Les mouvements et les forces  Le transfert d’énergie NORME DE CONTENU F : La science d’un point de vue personnel et social Au terme de leurs activités, tous les élèves devraient acquérir une compréhension de :  Les risques et avantages  La science et la technologie dans la société NORME DE CONTENU G : Histoire et nature de la science Au terme de leurs activités, tous les élèves devraient acquérir une compréhension de :  L’histoire de la science

Normes nationales pour l’enseignement des sciences de la troisième à la terminale (14 à 18 ans) NORME DE CONTENU B : Sciences physiques Au terme de leurs activités, tous les élèves devraient acquérir une compréhension de :  Les mouvements et les forces  Les interactions entre l’énergie et la matière NORME DE CONTENU E : Science et technologie Au terme de leurs activités, tous les élèves devraient acquérir  Des aptitudes de conception technologique  Une compréhension de la science et de la technologie NORME DE CONTENU G : Histoire et nature de la science Au terme de leurs activités, tous les élèves devraient acquérir une compréhension de :  Les perspectives historiques

Normes pour l’alphabétisation technologique- Tous âges Technologie et société  Norme 7 : Les élèves acquerront une compréhension de l’influence de la technologie sur l’histoire. Conception  Norme 10 : Les élèves acquerront une compréhension du rôle du dépannage, de la recherche et du développement, de l’invention et de l’innovation, et de l’expérimentation dans la résolution des problèmes. Le monde, objet de conception  Norme 16 : Les élèves acquerront une compréhension et des aptitudes de sélection et d’utilisation des technologies énergétiques et électriques.

Moteurs électriques Développé par l’IEEE dans le cadre de TryEngineering www.tryengineering.org

Page 4 sur 11

Moteurs électriques Pour les enseignants : Ressources aux enseignants Conseils utiles pour le montage du kit de moteur  Il est plus facile d’enrouler la bobine de champ si les pôles inducteurs sont préalablement fixés sur le support de fixation avec du ruban adhésif en cellophane.  Il est également plus facile d’enrouler l’induit en rattachant les deux pièces polaires de l’induit avec du ruban adhésif en cellophane. Une fois les deux pièces polaires de l’induit rattachées, l’arbre est inséré entre les pièces polaires. La position des pièces polaires de l’induit sur l’arbre est ensuite réglée en plaçant simplement l’induit sur les bornes de support puis en faisant glisser les pièces polaires de l’induit le long de l’arbre jusqu’à ce qu’elles s’alignent sur les pôles inducteurs.  Le petit tuyau en plastique utilisé pour séparer la bobine de l’induit et le collecteur peut être coupé à la bonne taille de la manière suivante. Une fois la bobine de l’induit enroulée, faites glisser temporairement le collecteur sur l’arbre. Placez l’induit sur les bornes de support, en alignant ses pôles sur les pôles inducteurs. Faites glisser le collecteur le long de l’arbre de sorte que le collecteur s’aligne sur la borne supportant les balais. Coupez le tuyau de manière à le placer entre les enroulements de l’induit et le collecteur. Faites glisser le collecteur de l’arbre, placez le tuyau sur l’arbre de façon à ce qu’il soit bien serré contre la bobine de l’induit. Remettez le collecteur sur l’arbre, cette fois en reliant les fils de sortie entre la bobine de l’induit et le collecteur.  Lorsque les kits de moteur sont achetés en vrac, les pièces doivent être triées pour former des kits individuels. Vous pouvez gagner du temps en triant préalablement les pièces et en les répartissant dans des petits sacs en plastique individuels avant la classe. Fournitures non comprises dans le kit  Papier abrasif. Tout type de papier abrasif fin ou de toile émeri conviendra.  Ruban adhésif en cellophane. Pas obligatoire, mais utile pour rattacher les pôles inducteurs et les pièces polaires de l’induit et faciliter le bobinage.  Ciseaux ou pinces coupe-fil.  Piles. Les pinces de piles fournies sont conçues pour des piles de format AA. Même si un moteur méticuleusement monté fonctionnera avec une seule pile AA neuve, l’utilisation de deux piles AA en série pour former une pile de 3 volts rendra le fonctionnement plus fiable. En fait, il est judicieux d’avoir sous la main une pile de lanterne 6 volts pour faire démarrer les moteurs récalcitrants.  Petit tournevis. Suggestions d’enseignement avec les kits de moteur Les kits de moteurs peuvent être utilisés d’une multitude de façons, limitées seulement par l’imagination de l’enseignant et des élèves. Les suggestions suivantes ont pour seul but de stimuler la réflexion. L’enseignant sait mieux que quiconque comment un groupe d’élèves répondra à une opportunité d’apprentissage donnée. L’utilisation du kit de moteur peut être aussi simple que de présenter un moteur préalablement monté par l’enseignant pour attiser la curiosité des élèves ou peut impliquer des activités de suivi telles que des rapports de recherche ou des projets collectifs visant à améliorer la conception du moteur. La fiche d’instruction fournie avec le kit propose une liste d’expériences.

Moteurs électriques Développé par l’IEEE dans le cadre de TryEngineering www.tryengineering.org

Page 5 sur 11

Pour les enseignants : Ressources aux enseignants (suite) Les kits de moteur peuvent être utilisés en classe ou en laboratoire, par les élèves de lycée qui étudient l’électromagnétisme. Une approche consiste à demander aux élèves d’observer le montage d’un kit de moteur par l’enseignant. Chaque élève reçoit ensuite une fiche d’instruction et un kit de moteur à monter à la maison. Chaque élève qui présente à l’enseignant un moteur opérationnel dans un délai d’une semaine obtiendra une note satisfaisante. Les élèves sont autorisés à obtenir de l’aide chez eux. La nature pratique du projet garantit un apprentissage minimum même si l’élève se fait aider. Le projet est généralement bien accueilli par les parents. L’activité peut être étendue en demandant à chaque élève de rédiger, en ses propres termes, une description du fonctionnement du moteur. A force de pratique, le kit de moteur peut être monté en 40 minutes ou moins. En revanche, les élèves, par manque d’expérience, auront besoin de plus de temps. Si l’enseignant prèfère que les élèves construisent le moteur pendant une session de cours, le projet peut être réalisé en plusieurs parties. Par exemple, la première session peut inclure une brève explication de l’exercice et le montage de la bobine de champ. Une deuxième session peut être consacrée au bobinage de l’induit. Une troisième session peut avoir lieu pour le montage final et la mise à l’essai du moteur. À titre d’exercice de suivi, vous pouvez demander aux élèves particulièrement doués de faire des recherches sur l’histoire de l’invention du moteur électrique. À ce sujet, les moteurs de recherche Internet renvoient les noms de Oersted, Faraday, Henry, Page et Tesla. Originaires du Danemark, d’Angleterre, des Etats-Unis et de la Hongrie, ils ont tous joué un rôle dans l’invention et l’évolution du moteur électrique. Toutefois, une étape finale décisive dans l’évolution du moteur électrique est complètement accidentelle. Lors d’une exposition industrielle à Vienne en 1873, une dynamo inactive fut accidentellement connectée à une seconde dynamo qui était déjà en service. La dynamo inactive se mit à démarrer et à tourner comme un moteur. Le phénomène fut reconnu par Zénobe Théophile Gramme, l’inventeur de la dynamo en question. Hans Christian Andersen et Hans Christian Oersted avaient plus que leurs prénoms en commun. Les deux hommes vivaient au Danemark dans la première moitié du XIXème siècle et devinrent célèbres : Hans Christian Andersen, en tant qu’écrivain de contes pour enfants comme Le vilain petit canard et La petite fille aux allumettes, et Hans Christian Oersted, en tant qu’éminent physicien. Alors qu’il effectue une démonstration en laboratoire devant un groupe d’étudiants, M. Oersted remarque qu’une boussole située à proximité est affectée par le flux de courant électrique présent dans les fils connectés à son appareil. En juillet 1820, il publie un article décrivant cette interaction entre le courant électrique et le magnétisme. Hans Christian Andersen n’a que 14 ans lorsqu’il fait la connaissance de M. Oersted. Ce fut le début d’une étroite amitié entre les deux hommes. M. Andersen écrivit à propos de son ami physicien : « sa maison est très vite devenue un foyer pour moi ; j’ai partagé les jeux de ses enfants quand ils étaient petits, je les ai vus grandir sans jamais perdre leur amour pour moi. Dans cette maison, j’ai trouvé mes amis les plus anciens et les plus constants. » Sans dévoiler ces faits à vos élèves, demandez-leur de faire des recherches et un compte-rendu sur les deux hommes pour voir s’ils parviennent à découvrir le lien entre ces deux célèbres danois.

Moteurs électriques Développé par l’IEEE dans le cadre de TryEngineering www.tryengineering.org

Page 6 sur 11

Pour les enseignants : Ressources aux enseignants (suite) Applications de ce type de moteur électrique Le kit de moteur pour jouets est un exemple de moteur « universel », ainsi désigné pour sa capacité à fonctionner sur du courant direct (CD) ou du courant alternatif (CA). Ce type de moteur est également appelé « moteur série » parce que la bobinage de l’induit est connecté en série avec la bobine de champ. Le moteur série ne permet pas un très bon contrôle de la vitesse dans la mesure où la vitesse du moteur varie sensiblement avec la montée de charge de à vide à pleine charge. En revanche, le moteur série engendre un couple plus élevé en perte de vitesse et peut être conçu pour fonctionner à des vitesses extrêmement élevées. Ces propriétés permettent au concepteur du moteur de placer une grande quantité de puissance dans un volume relativement petit. Voici les applications les plus courantes du moteur série :  Mixeurs de cuisine  Robots ménagers  Outils électriques à main comme les perceuses, les scies circulaires et alternatives, les toupilleuses et les ponceuses.  Démarreurs automobiles  Sèche-cheveux électriques  Rasoirs électriques rotatifs  Moteurs de traction pour les locomotives diesel-électriques, les trains électriques et les trains de métro  Moteurs de voiturettes de golf et de voitures électriques  Moteurs de fauteuils roulants électriques  Moteurs de robots  Aspirateurs Il existe d’autres types de moteurs électriques, principalement les moteurs asynchrones. Toutefois, pratiquement tous les moteurs électriques dépendent des forces d’attraction et de répulsion entre les électroaimants, comme démontré avec le moteur série.

Moteurs électriques Développé par l’IEEE dans le cadre de TryEngineering www.tryengineering.org

Page 7 sur 11

Moteurs électriques Pour les enseignants : Description et commande du kit de moteur Kit de moteur pour jouets Science First Renseignements et commandes : Appeler le 800-799-8301 ou aller sur www.sciencefirst.com. • Construisez un vrai moteur opérationnel pour moins que le coût d’une part de pizza • Egalement disponible en lots scolaires pratiques • Notre best-seller depuis plus de 40 ans • Pour groupes de scouts, expo-sciences, etc. • Instructions révisées avec schémas de montage générés par ordinateur Tout ce dont vous avez besoin pour construire un moteur à courant continu et découvrir comment ça marche de l’intérieur ! Le montage implique : bobiner vos propres induit et bobine de champ, construire le collecteur avec deux pièces à enclenchement, installer les balais dans les trous de la base et placer une pile dans les pinces de piles. Ceci n’est pas un simple gimmick schématisé où vous assemblez quelques piètres pièces avant de les jeter. Ce kit malin est utilisé depuis plus de 40 ans pour enseigner des concepts essentiels aux enfants de 10 ans et plus. Nous avons notamment pour client Del Brown du lycée Burley Junior High, dans l’Idaho, aux Etats-Unis, qui utilise notre kit depuis son introduction. Le kit inclut : une bobine de fil en cuivre, une base en plastique perforée pour accueillir les pièces, des pôles inducteurs, un noyau d’induit, des balais, toutes les pièces de fixation et des instructions de montage détaillées proposant 8 expériences possibles. Il vous faut une pile AA. Une exclusivité Accent ! Nous ne pouvons pas nous attribuer l’idée : elle vient d’un professeur de Case Western Reserve. Nos lots en vrac de moteur pour jouets spécial enseignement contiennent suffisamment de pièces pour 30 ou 48 élèves (plus pièces de rechange). Nous maintenons des prix raisonnables en ne fournissant que la moitié des instructions, qui peuvent être partagées par 2 élèves. Tarifs : (Remarque : Vous pouvez consulter les prix actuels sur le site Web de Science First : www.sciencefirst.com) Code 10-135 10-136 10-137 10-138

Nom Taille Toy Motor Kit Toy Motor Kit Toy Motor Kit Toy Motor Kit

Matériel Prix Pièce : $4,95 Lot de 12 : $55,00 Lot en vrac 36 : $789,95 Lot en vrac 48 : $139,95

Moteurs électriques Développé par l’IEEE dans le cadre de TryEngineering www.tryengineering.org

Page 8 sur 11

Moteurs électriques Ressource aux élèves Introduction aux moteurs électriques Principes pédagogiques de base des moteurs électriques  Les aimants s’attirent et se repoussent. Les pôles identiques se repoussent, les pôles contraires s’attirent.  Un courant électrique produit un champ magnétique. La force et la direction du champ magnétique varient en fonction de la force et de la direction du courant électrique.  Le simple fait d’enrouler un fil porteur de courant électrique autour d’une barre en fer crée un aimant qui peut être activé et désactivé. De même, la force et la direction des pôles magnétiques peuvent facilement être contrôlées en changeant la force et la direction du courant électrique.  Principes du magnétisme

Le magnétisme est une force naturelle qui attire et repousse. À l’inverse de la pesanteur, qui exerce uniquement une force d’attraction sur tout objet, certains types de matériaux seulement peuvent être magnétisés de façon à ce qu’ils exercent une force magnétique, et certains matériaux seulement sont affectés par cette force, principalement les métaux comme le fer et le nickel. Lorsqu’un objet devient magnétisé et exerce une force magnétique, on l’appelle un aimant. Un aimant possède un pôle magnétique à chaque extrémité : un pôle nord et un pôle sud. Les pôles identiques se repoussent et les pôles contraires s’attirent. Un pôle nord attire le pôle sud d’un autre aimant, mais repousse un pôle nord, et un pôle sud attire le pôle nord, mais repousse un pôle sud. La Terre est en fait un aimant géant, qui possède un pôle nord et un pôle sud magnétiques, ce qui explique pourquoi le pôle sud d’un petit aimant (comme l’extrémité de l’aiguille d’une boussole magnétique) pointera toujours vers le nord. La force magnétique autour d’un aimant forme un champ magnétique. Ce champ est constitué de lignes de force allant du pôle nord au pôle sud. Lorsque des pôles contraires sont rapprochés, leurs lignes de force se joignent ; mais lorsque des pôles identiques sont rapprochés, leurs ligne de force se repoussent.  Électroaimants

Les chercheurs se sont longtemps demandés s’il y avait un rapport entre les forces d’attraction et de répulsion de l’électricité et celles du magnétisme. En 1820, le physicien danois Hans Christian Øersted découvre qu’un fil électrique traversé par un courant électrique produit un champ magnétique. En fait, le fait d’enrouler un fil électrique autour d’un noyau en fer et d’y faire passer du courant électrique produit un puissant effet magnétique appelé « électroaimant ». Le physicien britannique Michael Faraday découvre par la suite que le déplacement d’un fil électrique à travers un champ magnétique génère du courant. C’est ce qu’on appelle l’induction.  Application

des principes magnétiques et électriques à la conception des moteurs Ces découvertes ont mené à l’invention des générateurs et moteurs électriques. Un générateur électrique transforme le mouvement (produit par un moteur à vapeur, par le vent ou autre) en électricité. Un moteur électrique reconvertit l’électricité en mouvement. Ces deux machines sont la base de l’énergie électrique moderne.

Moteurs électriques Développé par l’IEEE dans le cadre de TryEngineering www.tryengineering.org

Page 9 sur 11

Moteurs électriques Ressource aux élèves Histoire des moteurs électriques Un moteur électrique n’est pas quelque chose que l’on voit tous les jours, comme une ampoule électrique ou un téléphone. C’est parce que les moteurs électriques sont différents. Ce sont des mécanismes plus simples présents dans de nombreux appareils. Les moteurs servent à transformer l’énergie électrique en énergie mécanique. Ils prennent l’électricité et la transforment en énergie que nous pouvons utiliser. Un moteur électrique utilise le magnétisme et les courants électriques pour fonctionner. Il existe deux différents types de moteurs : à courant alternatif (CA) et à courant direct (CD). Ces moteurs contiennent les mêmes pièces que les moteurs électriques de base, mais n’utilisent que deux différents types de courant. Pour plus d’informations sur le courant alternatif et le courant direct, consultez la page « Generating » (en anglais). Les moteurs ont commencé avec les électroaimants. En 1831, Michael Faraday construit le premier moteur électrique. À cette époque, Joseph Henry travaillait également avec les moteurs. On attribue la construction des premiers moteurs électriques expérimentaux à M. Henry et Faraday. En 1837, Charles Grafton Page travaille à améliorer le moteur électrique et crée son propre modèle. En 1887, Nikola Tesla (voir « Other Inventors », en anglais) introduit le moteur à courant alternatif (CA). Jusqu’alors, tous les autres moteurs utilisaient le courant direct. Aujourd’hui, les moteurs à courant alternatif sont plus faciles à utiliser que les moteurs à courant direct. Les moteurs sont partout : dans les voitures et dans un grand nombre d’appareils ménagers. Même si beaucoup de gens ne reconnaissent pas entièrement ce que fait le moteur électrique, cette invention est devenue très utile. (Source : ThinkQuest Library : www.thinkquest.org/library)

Moteurs électriques Développé par l’IEEE dans le cadre de TryEngineering www.tryengineering.org

Page 10 sur 11

Moteurs électriques Feuille de travail des élèves : Maintenant, c’est vous l’ingénieur !  Instructions

Montez le kit de moteur qui vous a été remis.  Le

défi Vous faites partie d’une équipe d’ingénieurs ayant reçu le défi d’améliorer le moteur que vous avez monté afin de le rendre utilisable en toute sécurité dans un sèche-cheveux. Réfléchissez en équipe sur la conception actuelle du moteur et recommandez trois améliorations. Gardez à l’esprit que les sèche-cheveux sont souvent utilisés à proximité d’eau, ou sur des cheveux mouillés.

Etape 1 : Questions : 1. Avez-vous recommandé l’utilisation de nouveaux matériaux dans votre nouvelle conception de moteur ? Si oui, expliquez pourquoi.

2. Avez-vous recommandé l’utilisation de nouvelles pièces dans votre nouvelle conception de moteur ? Si oui, expliquez pourquoi.

3. Avez-vous changé l’échelle ou la taille du moteur ? Si oui, expliquez pourquoi.

4. Pensez-vous que les modifications recommandées par votre équipe élèveraient le coût du moteur ? Quel serait l’impact sur le coût d’un sèche-cheveux ?

Etape 2 : Présentez le concept de votre équipe à la classe et discutez de ce que vous avez appris tout au long du processus d’amélioration ou d’adaptation d’un produit existant.

Moteurs électriques Développé par l’IEEE dans le cadre de TryEngineering www.tryengineering.org

Page 11 sur 11