Flashcards : Machines à courant continu (91 cartes)

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1Question

Dans une MCC pratique, comment les courants sous les pôles Nord et Sud sont-ils orientés pour produire le couple ?

Réponse

Ils circulent en sens opposés sous les deux pôles.

2Question

Pourquoi limite-t-on la tension d’armature au démarrage d’un moteur à courant continu ?

Réponse

Pour éviter un courant et un couple dépassant la résistance mécanique des organes en rotation.

3Question

Que désigne la force contre-électromotrice dans une MCC ?

Réponse

Une tension induite, et non une force mécanique.

4Question

Quel est le rôle principal de l’inducteur d’une MCC ?

Réponse

Créer le flux d’excitation principal.

5Question

Quel rôle jouent les enroulements inducteurs dans une machine à courant continu ?

Réponse

Ils créent un champ magnétique qui traverse le rotor.

6Question

Quelle polarité ont deux pôles adjacents d’une machine à courant continu ?

Réponse

Des polarités opposées.

7Question

Que décrit le cycle d’hystérésis d’un matériau ferromagnétique ?

Réponse

Son comportement dans le plan B−HB-H.

8Question

À quoi correspond la surface interne du cycle d’hystérésis ?

Réponse

Aux pertes par hystérésis dissipées par unité de volume lors du parcours du cycle.

9Question

Où l’utilisation d’un matériau ferromagnétique est-elle optimale ?

Réponse

Dans le coude de saturation.

10Question

Qu’est-ce qu’un circuit magnétique ?

Réponse

Un chemin fermé principalement ferromagnétique qui guide le flux en le maintenant essentiellement dans ce matériau.

11Question

Quelle approximation donne le champ d’induction sous un pôle ?

Réponse

B≈μ0NI2δB\approx\frac{\mu_0NI}{2\delta}, où δ\delta est la longueur de l’entrefer.

12Question

Comment le champ d’induction évolue-t-il en s’éloignant des pôles ?

Réponse

Il est élevé et presque constant sous les pôles, puis décroît rapidement lorsque le trajet du flux dans l’air s’allonge.

13Question

Quelle tension induisent des conducteurs de longueur totale LL se déplaçant dans un champ BB à la vitesse vv ?

Réponse

ΔV=BLv\Delta V=BLv.

14Question

Quelles pertes constituent les pertes fer d’une machine électrique ?

Réponse

Les pertes par courants de Foucault et les pertes par hystérésis.

15Question

De quelles grandeurs dépend proportionnellement la tension induite d’une MCC ?

Réponse

Du flux et de la vitesse de rotation, selon Ea=KϕΩE_a=K\phi\Omega.

16Question

Comment le collecteur maintient-il le signe de la tension de sortie d’une spire tournante ?

Réponse

Il permute les connexions au passage par zéro, en inversant sa polarité.

17Question

Où place-t-on les balais d’une machine à courant continu ?

Réponse

Sur l’axe neutre, entre deux pôles successifs.

18Question

Quelles sont deux conséquences possibles d’une commutation dans une machine à courant continu ?

Réponse

Elle peut provoquer des étincelles et limiter la vitesse maximale de rotation.

19Question

Quelles spires le bobinage imbriqué met-il en série ?

Réponse

Des spires d’encoches voisines.

20Question

Quels effets la diminution du flux utile par la réaction d’induit peut-elle provoquer ?

Réponse

Une instabilité mécanique.

21Question

Quel effet la réaction d’induit a-t-elle sur la force contre-électromotrice EaE_a ?

Réponse

Elle la diminue.

22Question

Quel défaut du collecteur un champ déformé par la réaction d’induit peut-il favoriser ?

Réponse

Un claquage entre lames adjacentes.

23Question

Où sont placés les enroulements de compensation par rapport au rotor et aux pôles ?

Réponse

Près du rotor, en bordure des pôles.

24Question

Dans quel sens le courant de la spire ABCDF passe-t-il entre les deux lames pendant la commutation ?

Réponse

De F vers A avec la lame 1, puis d’A vers F avec la lame 2.

25Question

Dans le modèle de commutation, que représente EE ?

Réponse

La tension induite par le champ d’armature.

26Question

Quel effet une tension EE positive opposée à l’inversion exerce-t-elle sur le courant ?

Réponse

Elle ralentit le courant.

27Question

Où sont placés les pôles auxiliaires dans une machine électrique ?

Réponse

Entre les pôles principaux.

28Question

À vide, à quoi la tension d’armature VaV_a est-elle égale lorsque le courant d’armature est nul ?

Réponse

À la force électromotrice EaE_a.

29Question

Quelle relation donne UU pour une génératrice à excitation indépendante sans réaction d’induit ?

Réponse

U=Ea(Ie)−RaIaU=E_a(I_e)-R_a I_a

30Question

Dans une génératrice shunt, quel effet initial une hausse du courant de sortie produit-elle sur la chute résistive ?

Réponse

Elle augmente la chute RaIR_a I.

31Question

Quelles puissances entrent dans une génératrice à excitation indépendante ?

Réponse

VeIeV_e I_e à l’excitation et CarΩC_{ar}\Omega à l’arbre.

32Question

Quelle relation lie la puissance électrique produite dans l’armature à la puissance mécanique convertie ?

Réponse

EaIa=CemΩE_a I_a=C_{em}\Omega.

33Question

Quelle relation donne la vitesse d’un moteur shunt à flux et tension d’armature constants ?

Réponse

N=Vakϕ−RaIakϕ=N0−RaIakϕN=\frac{V_a}{k\phi}-\frac{R_a I_a}{k\phi}=N_0-\frac{R_a I_a}{k\phi}

34Question

Comment évolue la vitesse d’un moteur shunt lorsque le courant d’armature augmente ?

Réponse

Elle diminue faiblement.

35Question

Quelle relation lie le couple électromagnétique au courant d’armature à flux constant ?

Réponse

Cem=KϕIaC_{em}=K\phi I_a

36Question

Quelle relation approximative relie la vitesse et le courant d’armature d’un moteur série non saturé ?

Réponse

N≈VkLeIaN\approx\frac{V}{kL_e I_a}

37Question

Sous l’hypothèse ϕ=LeIa\phi=L_e I_a, quelle relation exprime le couple d’un moteur série ?

Réponse

Cem=KLeIa2C_{em}=K L_e I_a^2

38Question

Quelle charge un moteur série doit-il conserver pour éviter une survitesse ?

Réponse

Une charge mécanique.

39Question

Que risque un moteur série lorsqu’il fonctionne à vide ?

Réponse

Il peut s’emballer et atteindre une survitesse.

40Question

Quel effet l’enroulement série d’un moteur compound exerce-t-il sur le flux lié au courant d’armature ?

Réponse

Il ajoute un flux lié au courant d’armature.

41Question

Comment varie le couple d’un moteur série alimenté en alternatif avec le courant ?

Réponse

Il est proportionnel au carré du courant.

42Question

Pourquoi le couple d’un moteur série alternatif garde-t-il une moyenne non nulle ?

Réponse

Parce qu’il est proportionnel au carré du courant.

43Question

Pourquoi la force contre-électromotrice Ea est-elle nulle au démarrage du moteur continu ?

Réponse

Parce que la vitesse est nulle.

44Question

À quelle valeur le courant d’armature peut-il atteindre au démarrage sous tension nominale ?

Réponse

Environ dix fois le courant nominal.

45Question

Quels effets le courant élevé de démarrage produit-il dans l’armature du moteur continu ?

Réponse

Il augmente les pertes Joule et l’échauffement.

46Question

Comment fait-on évoluer la tension d’armature pour limiter le courant de démarrage ?

Réponse

On l’applique d’abord sous la valeur nominale, puis on l’augmente progressivement jusqu’au régime nominal.

47Question

Quelle formule donne le courant d’armature en freinage dynamique ?

Réponse

Ia=KϕΩRa+RI_a=\frac{K\phi\Omega}{R_a+R}

48Question

Quelle expression donne le courant d’armature lors d’un freinage par inversion de polarité ?

Réponse

Ia=−Va+KϕΩRa+RI_a=-\frac{V_a+K\phi\Omega}{R_a+R}

49Question

Pourquoi faut-il déconnecter la machine à l’arrêt après un freinage par inversion ?

Réponse

Pour éviter qu’elle ne reparte en sens inverse.

50Question

Quel type de tension induite une machine synchrone produit-elle en rotation dans un champ magnétique ?

Réponse

Une tension alternative.

51Question

Dans le contexte de la vidéo, que désigne plutôt l’« épuisement du rotor » ?

Réponse

L’usure du circuit d’armature.

52Question

Dans les petits moteurs à aimants permanents, le flux d’excitation est-il modulable ?

Réponse

Non, il n’est pas modulable.

53Question

À quoi servent les encoches obliques du rotor ?

Réponse

Elles rendent la génération du couple plus douce.

54Question

De quel matériau sont faits les balais d’une machine à courant continu ?

Réponse

De graphite.

55Question

Quelle usure les arcs électriques entre balais et collecteur provoquent-ils ?

Réponse

Une usure prématurée des balais.

56Question

Quel rôle joue le stator dans une machine à courant continu ?

Réponse

Il guide le flux inducteur vers les conducteurs du rotor.

57Question

Pourquoi les tôles empilées des pôles sont-elles isolées entre elles ?

Réponse

Pour réduire les pertes par courants de Foucault.

58Question

Quelle relation donne le champ total dans le matériau ?

Réponse

B=Bmat+B0=μ0M+HB=B_{mat}+B_0=\mu_0M+H.

59Question

Quelle caractéristique distingue le cycle d’un matériau ferromagnétique doux ?

Réponse

Sa surface interne est faible.

60Question

Quel trajet suit le flux créé par la force magnétomotrice de l’inducteur dans une machine électrique ?

Réponse

Il traverse le stator, un entrefer, le rotor, le second entrefer, puis revient au stator.

61Question

Quelle relation décrit la répartition du champ dans une construction symétrique ?

Réponse

B(θ)=−B(−θ)B(\theta)=-B(-\theta)

62Question

Quelle est la forme de la loi entre flux et courant d’excitation ?

Réponse

Elle est non linéaire et présente un flux rémanent sans excitation.

63Question

Quel effet les entrefers ont-ils sur la relation entre flux et courant d’excitation ?

Réponse

Ils rendent approximativement linéaire une plage de cette relation.

64Question

Que devient la tension d’excitation en régime établi avec une alimentation continue ?

Réponse

Sa composante inductive disparaît, et le circuit se ramène à sa résistance ReR_e.

65Question

Quelle est la dérivée temporelle du flux total en régime établi continu ?

Réponse

Elle est nulle.

66Question

Comment calculer la vitesse périphérique du rotor si NN est en tours par minute ?

Réponse

v=ΩR=N2π60Rv=\Omega R=N\frac{2\pi}{60}R.

67Question

Quelle égalité relie les puissances mécanique et électrique dans le modèle idéal à une spire ?

Réponse

Pmeca=2Fv=BLiv=Pel=ΔViP_{meca}=2Fv=BLiv=P_{el}=\Delta Vi.

68Question

Comment calculer la résistance en cuivre de l’enroulement d’armature ?

Réponse

Ra,cu=ρ(T)LtotSR_{a,cu}=\rho(T)\frac{L_{tot}}{S}.

69Question

Quelles contributions composent la résistance totale d’armature ?

Réponse

Ra=Ra,Cu+Ra,b+Ra,arcR_a=R_{a,Cu}+R_{a,b}+R_{a,arc}.

70Question

Que devient le courant dans les conducteurs d’une spire après un demi-tour sous le pôle opposé ?

Réponse

Son sens s’inverse.

71Question

Quelle est la tension d’une spire sinusoïdale en rotation ?

Réponse

e(t)=EMcos⁡(Ωt)e(t)=E_M\cos(\Omega t)

72Question

Vers quelle valeur tend le rapport tension maximale sur tension moyenne quand le nombre de spires augmente ?

Réponse

Il tend vers 1.

73Question

Quel effet le champ des enroulements de compensation produit-il sur celui de l’armature ?

Réponse

Il s’y oppose et en réduit partiellement les effets.

74Question

Comment les enroulements de compensation sont-ils montés et orientés par rapport au courant sous le pôle correspondant ?

Réponse

En série avec l’armature, avec un courant de sens opposé.

75Question

Dans le modèle de commutation, que représentent LsL_s et RsR_s ?

Réponse

L’inductance propre et la résistance de la spire.

76Question

Dans le modèle de commutation, comment varie R1R_1 selon tt ?

Réponse

R1=RBTT−tR_1=R_B\frac{T}{T-t}

77Question

À vitesse constante Ω\Omega, comment calcule-t-on Kϕ(Ie)K\phi(I_e) à partir de EaE_a ?

Réponse

Kϕ(Ie)=EaΩK\phi(I_e)=\frac{E_a}{\Omega}

78Question

Quel effet la réaction d’induit produit-elle sur le flux quand IaI_a augmente ?

Réponse

Elle diminue légèrement le flux.

79Question

Dans une génératrice compound, quel effet un flux série concordant avec le flux shunt produit-il sur la tension ?

Réponse

Il augmente la tension par rapport à une génératrice shunt.

80Question

Comment est dissipée la puissance fournie à l’enroulement d’excitation en régime établi ?

Réponse

Par effet Joule dans ReR_e.

81Question

La création du flux d’excitation demande-t-elle une puissance supplémentaire en régime établi ?

Réponse

Non, elle ne demande aucune puissance supplémentaire.

82Question

Comment augmenter la vitesse d’un moteur shunt avant d’atteindre la tension nominale ?

Réponse

En augmentant VaV_a jusqu’à sa valeur nominale.

83Question

Comment augmenter la vitesse d’un moteur shunt au-delà de la tension nominale ?

Réponse

En diminuant le flux ϕ\phi.

84Question

Quel effet la réaction d’induit peut-elle avoir sur la caractéristique mécanique d’un moteur shunt ou à excitation indépendante ?

Réponse

Elle peut la déplacer vers des vitesses plus élevées aux couples importants.

85Question

Quelle équation électrique décrit un moteur série alimenté en alternatif ?

Réponse

v=KϕΩ+(Ra+Re)i+(La+Le)didtv=K\phi\Omega+(R_a+R_e)i+(L_a+L_e)\frac{di}{dt}

86Question

Comment un rhéostat en série limite-t-il le courant de démarrage du moteur continu ?

Réponse

Sa résistance est progressivement réduite.

87Question

Quel paramètre un convertisseur électronique règle-t-il pour limiter le courant de démarrage ?

Réponse

La tension d’armature Va.

88Question

Que caractérise le freinage par frottements naturels concernant le système supplémentaire ?

Réponse

Il ne nécessite pas de système supplémentaire.

89Question

Comment évoluent le courant d’armature et le couple en freinage dynamique à résistance constante ?

Réponse

Ils diminuent avec la vitesse.

90Question

Comment un convertisseur électronique freine-t-il le moteur jusqu’à l’arrêt ?

Réponse

Il diminue progressivement VaV_a en maintenant le courant d’armature à sa valeur nominale.

91Question

À quelle fréquence varie le couple oscillant d’un moteur série alimenté à 50 Hz ?

Réponse

100 Hz.

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Teste tes connaissances avec un QCM de 45 questions sur Machines à courant continu.

1. Dans une MCC pratique, comment les courants des conducteurs placés sous les pôles Nord et Sud sont-ils orientés pour que tous contribuent au couple ?

2. Au démarrage d’un moteur à courant continu, quelle grandeur faut-il réduire pour limiter le courant d’armature et éviter un couple excessif pour les organes en rotation ?

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