Machine à courant continu

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Rôle du collecteur

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Considérons un rotor très simplifié sur lequel on a bobiné une seule spire donc les deux extrémités sont soudées aux lames du collecteur sur lequel frottent les ballais fixes.
Avant la traversée de la ligne neutre par les conducteurs actifs C, D et C', D' la lame A frotte sur le ballai A qui est donc la borne négative.
La lame B frotte sur le ballai B qui est donc la borne positive entre les ballais VB-VA=2e.
Lorsque les conducteurs CD et C'D' traversent la ligne neutre, les f.e.m induites changent de sens; les lames du collecteur auxquelles ces conducteurs sont reliés changent donc de polarité mais aussi de balais.
La lampe A frotte maintenant sur le ballai B qui reste la borne positive.
La lame B fritte maintenant sur le ballai A qui reste la borne négative. Entre les ballais on a: VB-VA=2|e|, la polarité est inchangée.
Le dispositif ballais-collecteur se comporte comme un redresseur. Il redresse la partie négative de la f.e.m entre les ballais qui a maintenant l'allure suivante.

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F.e.m induite aux bornes du rotor

Bobinage réel de l'induit

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Pour diminuer l'intensité de courant qui les travers, les N conducteurs actifs de l'induit sont repartis en 2a voies d'enroulement identiques, assemblée en parallèle. Chaque voie comporte N/2a conducteurs en série traversée par un courant égale à I/2a. L'induit est représenté par le schéma équivalent ci-dessus, dabs lequel e est la f.e.m induite dans un conducteur actif.

Ondulation de la f.e.m totale

Le nombre N de conducteur actif étant important, il n'est plus possible de relier entre e uniquement des conducteurs diamétralement opposés: 2spoires successive sont nécessairement décalées l'une par rapport à l'autre et les f.e.m qui y sont induites sont décalées dans le temps. La f.e.m totale E est égale à la somme de e, ne s'annule plus, elle est d'autant moins ondulée qu'il y'a d'avantage de spire en série donc de conducteurs actifs dans une voie.
Si l'on admet que les f.e.m induites dans les conducteurs ont même valeur moyenne, elles s’ajoutent arithmétiquement. La f.e.m d'une voie multipliée par N/2a est égale à la f.e.m totale entre les ballais, E=N<e>/2a.
<e>: valeur moyenne.
La f.e.m induite est constante lorsque N>100.