Contrôle de la Tension pour un Moteur DC
Comprendre le Contrôle de la Tension pour un Moteur DC
Vous êtes un ingénieur électronique travaillant sur le design d’un circuit destiné à alimenter un petit moteur DC utilisé dans un robot mobile. Le moteur nécessite une tension spécifique pour fonctionner correctement sans surchauffer.
Votre tâche consiste à calculer la résistance nécessaire pour assurer la bonne tension au moteur lorsque le circuit est alimenté par une source de tension plus élevée.
Données fournies :
- Tension de la source (Vs) : 12V
- Tension requise par le moteur (Vm) : 6V
- Courant maximal supporté par le moteur (Im) : 2A
Question :
Déterminer la valeur de la résistance (R) à placer en série avec le moteur pour obtenir la tension requise de 6V aux bornes du moteur, tout en assurant que le courant ne dépasse pas 2A.
Correction : Contrôle de la Tension pour un Moteur DC
Étape 1 : Calcul de la Chute de Tension sur la Résistance
Pour que le moteur reçoive la tension correcte de 6V et fonctionne de manière optimale, nous devons d’abord calculer combien de tension doit être « chutée » ou diminuée par la résistance additionnelle.
La source fournit 12V, mais le moteur n’en nécessite que 6V.
Formule :
\[ V_r = V_s – V_m \]
Données :
- \(V_s = 12\,V\) (Tension de la source)
- \(V_m = 6\,V\) (Tension requise par le moteur)
Calcul :
\[ V_r = 12V – 6V \] \[ V_r = 6V \]
La résistance doit chuter 6V pour que la tension aux bornes du moteur soit correcte.
Étape 2 : Calcul de la Résistance Nécessaire
Avec la chute de tension nécessaire connue, nous utilisons la loi d’Ohm pour déterminer la résistance qui provoquera cette chute de tension lorsque le courant maximal de 2A traverse le circuit.
Formule :
\[ R = \frac{V_r}{I} \]
Données :
- \(V_r = 6\,V\) (Chute de tension nécessaire)
- \(I = 2\,A\) (Courant maximal du moteur)
Calcul :
\[ R = \frac{6V}{2A} \] \[ R = 3 \Omega \]
La résistance nécessaire pour obtenir la bonne tension au moteur est de 3 ohms.
Étape 3 : Vérification de la Puissance Dissipée par la Résistance
Il est crucial de s’assurer que la résistance peut supporter la puissance qu’elle dissipera sans risque de surchauffe ou de dommage. La puissance dissipée peut être calculée par la formule de la puissance en fonction de la tension et du courant.
Formule :
\[ P = V_r \times I \]
Données :
- \(V_r = 6\,V\) (Chute de tension sur la résistance)
- \(I = 2\,A\) (Courant traversant la résistance)
Calcul :
\[ P = 6V \times 2A \] \[ P = 12W \]
La puissance dissipée par la résistance est de 12 watts. Il faut choisir une résistance qui peut supporter au moins cette puissance pour éviter tout risque de surchauffe.
Conclusion :
Une résistance de 3 ohms capable de supporter une puissance d’au moins 12 watts est nécessaire pour adapter correctement le circuit au moteur.
Cette résistance assurera que la tension aux bornes du moteur reste à 6V tout en limitant le courant à 2A, garantissant ainsi la sécurité et l’efficacité du système.
Contrôle de la Tension pour un Moteur DC
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