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Selon la loi Ohms, le courant (I) traversant un fil conducteur est directement proportionnel à la tension appliquée (V) et à la résistance du fil (R). Cette relation ne change pas si le fil est enroulé autour d’un noyau pour former le rotor d’un moteur électrique. Sous forme mathématique, la loi d'Ohms est V = IR ou, pour mettre le courant et la résistance de part et d'autre du signe égal, I = V ÷ R. La résistance du fil dépend de son diamètre, de sa longueur, de sa conductivité et de la température ambiante. Le fil de cuivre est utilisé dans la plupart des moteurs, et le cuivre possède l'une des conductivités les plus élevées de tous les métaux.
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
La loi Ohms vous dit que le courant traversant un fil - même un long fil enroulé autour d'un solénoïde de moteur - est égal à la tension divisée par la résistance. Vous pouvez déterminer la résistance d'une bobine de moteur si vous connaissez le calibre du fil, le rayon du solénoïde et le nombre d'enroulements.
Résistance de fil
La loi Ohms vous dit que vous pouvez calculer le courant dans un enroulement de moteur si vous connaissez la tension et la résistance du fil. La tension est facile à déterminer. Vous pouvez connecter un voltmètre aux bornes de la source d'alimentation et le mesurer. Déterminer l’autre variable, la résistance du fil, n’est pas aussi simple, car elle dépend de quatre variables.
La résistance du fil est inversement proportionnelle au diamètre et à la conductivité du fil, ce qui signifie qu'elle devient plus grande à mesure que ces paramètres diminuent. D'autre part, la résistance est directement proportionnelle à la longueur du fil et à la température - elle augmente à mesure que ces paramètres augmentent. Pour compliquer encore les choses, la conductivité elle-même change avec la température. Cependant, si vous effectuez vos mesures à une température particulière, telle que la température ambiante, la température et la conductivité deviennent constantes. Il suffit de prendre en compte la longueur du fil et son diamètre pour calculer la résistance du fil. La résistance (R) devient égale à une constante (k) multipliée par le rapport de la longueur du fil (l) au diamètre (d): R = k (l / d).
Longueur de fil et jauge de fil
Vous devez connaître la longueur du fil enroulé autour du solénoïde du moteur et le diamètre du fil pour calculer la résistance. Cependant, si vous connaissez le calibre de fil, vous connaissez le diamètre, car vous pouvez le rechercher dans un tableau. Certains tableaux aident encore plus loin en indiquant la résistance par longueur standard pour les fils de toutes les jauges. Par exemple, le diamètre du fil de calibre 16 est de 1,29 mm ou 0,051 pouce et la résistance par 1 000 pieds est de 4,02 ohms.
À la fin de la journée, tout ce dont vous avez besoin de mesurer est la longueur du fil, en supposant que vous connaissiez le calibre du fil. Dans un solénoïde de moteur, le fil est enroulé plusieurs fois autour d'un noyau. Ainsi, pour calculer sa longueur, vous avez besoin de deux informations: le rayon du noyau (r) et le nombre d'enroulements (n). La longueur d'un enroulement est égale à la circonférence du noyau - 2πr - de sorte que la longueur totale du fil est n • 2πr. Utilisez cette expression pour calculer la longueur du fil et, une fois que vous la connaissez, vous pouvez extrapoler la résistance à partir d'un tableau de résistance.
Calculer le courant
Connaissant la tension appliquée et ayant une résistance de fil calculée, vous avez tout ce dont vous avez besoin pour appliquer la loi d'Ohm afin de déterminer le courant circulant dans la bobine. L'intensité du courant déterminant l'intensité du champ magnétique induit de la bobine, cette information vous permet de quantifier la puissance du moteur.