Un moteur à courant continu (CC) est un moteur électrique assez simple qui utilise de l’électricité et un champ magnétique pour produire un couple, ce qui le fait tourner. Dans sa forme la plus simple, il nécessite deux aimants de polarité opposée et une bobine électrique, qui agit comme un électro-aimant. Les forces électromagnétiques répulsives et attractives des aimants fournissent le couple qui fait tourner le moteur.
Quiconque a déjà joué avec des aimants sait qu’ils sont polarisés, avec un côté positif et un côté négatif. L’attraction entre pôles opposés et la répulsion de pôles similaires peuvent être facilement ressenties, même avec des aimants relativement faibles. Un moteur à courant continu utilise ces propriétés pour convertir l’électricité en mouvement. Lorsque les aimants du moteur s’attirent et se repoussent, le moteur tourne.
Un moteur à courant continu nécessite au moins un électro-aimant, qui commute le flux de courant lorsque le moteur tourne, en changeant sa polarité pour le maintenir en marche. L’autre ou les autres aimants peuvent être soit des aimants permanents, soit d’autres électroaimants. Souvent, l’électro-aimant est situé au centre du moteur et tourne à l’intérieur des aimants permanents, mais cette disposition n’est pas requise.
Pour imaginer un simple moteur à courant continu, une personne peut penser à une roue divisée en deux moitiés entre deux aimants. La roue dans cet exemple est l’électroaimant. Les deux aimants extérieurs sont permanents, un positif et un négatif. Pour cet exemple, l’aimant gauche est chargé négativement et l’aimant droit est chargé positivement.
Le courant électrique est fourni aux bobines de fil sur la roue à l’intérieur du moteur, et il provoque une force magnétique. Pour faire tourner le moteur, la roue doit avoir été chargée négativement du côté de l’aimant permanent négatif et chargée positivement du côté de l’aimant permanent positif. Parce que les charges semblables se repoussent et que les charges opposées s’attirent, la roue tournera de sorte que son côté négatif roule vers la droite, là où se trouve l’aimant permanent positif, et le côté positif de la roue roule vers la gauche, là où se trouve l’aimant permanent négatif. La force magnétique fait tourner la roue et ce mouvement peut être utilisé pour effectuer un travail.
Lorsque les côtés de la roue atteignent le lieu de l’attraction la plus forte, le courant électrique est commuté, faisant changer la polarité de la roue. Le côté positif devient négatif et le côté négatif devient positif. Les forces magnétiques sont à nouveau désalignées et la roue continue de tourner. Lorsque le moteur tourne, il modifie continuellement le flux d’électricité vers la roue intérieure, de sorte que les forces magnétiques continuent de faire tourner la roue.
Les moteurs à courant continu sont utilisés à diverses fins, notamment les rasoirs électriques, les vitres de voitures électriques et les voitures télécommandées. Leur conception simple et leur fiabilité en font un bon choix pour de nombreuses utilisations différentes, ainsi qu’un moyen fascinant d’étudier les effets des champs magnétiques.