En 1820, le chimiste danois Hans Christian Orsted découvrit le phénomène de l’électromagnétisme. La même année, Michael Faraday (1791 – 1867) publie ses travaux sur la « rotation électromagnétique ». Il a construit un dispositif dans lequel un conducteur électrique tournait autour d’un aimant fixe et, dans une contre-expérience, un aimant mobile tournait autour d’un conducteur fixe. En 1866, Werner von Siemens a inventé la dynamo. Il était désormais possible pour la première fois de produire de l’énergie à grande échelle et de construire ainsi des moteurs électriques pour une large gamme d’utilisations pratiques.

Le moteur électrique est un moteur simple et respectueux de l’environnement qui convertit l’énergie électrique en travail mécanique. C’est exactement l’inverse d’un générateur. Les moteurs électriques entraînent les bateaux et les routes roulantes, se trouvent dans les machines à laver , les sèche-cheveux et même dans les réveils à piles. Ils fonctionnent en courant continu ou en courant alternatif. Cependant, tous les moteurs électriques sont basés sur le même principe d’électromagnétisme, ce qui signifie: soit une force mécanique agit sur les courants électriques qui les traversent, soit des électroaimants exercent une force directement sur les aimants permanents.

L’ancre crée un champ électrique avec un pôle nord et sud

La partie fixe du moteur électrique – c’est-à-dire la partie qui ne tourne pas – s’appelle le stator ou le stator, la partie tournante s’appelle la roue, l’armature ou le rotor. Dans sa forme la plus simple, un moteur électrique (comme un générateur) se compose d’un aimant permanent et d’un électroaimant. Le moteur électrique en tant qu’armature ou rotor peut tourner entre les deux pôles de l’aimant permanent, qui est alors appelé aimant de champ. Il se compose d’un noyau de fer avec un enroulement en fil de cuivre.

Si le courant passe à travers ce fil, l’ancre crée un champ électrique avec un pôle nord et sud. Le pôle nord de l’armature est repoussé par le pôle nord de l’aimant de champ, mais attiré par le pôle sud. L’ancre commence à tourner. Si le courant ne circule que dans un sens, l’armature s’arrêterait après une rotation. Pour éviter que cela ne se produise, le moteur électrique dispose d’un collecteur. Il repose sur l’arbre d’induit et se compose d’un anneau de surfaces de contact avec deux contacts de glissement fixes, les soi-disant brosses.

Le courant alternatif change de direction environ 50 fois par seconde

Le collecteur, avec les balais, change la direction du courant dans l’enroulement d’induit à chaque demi-tour et change ainsi également la direction du champ magnétique. En conséquence, l’ancre continue de tourner. Les moteurs qui fonctionnent selon ce principe simple sont appelés moteurs à courant continu.

Les appareils électriques branchés sur la prise fonctionnent avec un courant alternatif, qui change de direction environ 50 fois par seconde. Dans les moteurs à courant alternatif, l’aimant de champ et l’armature sont constitués d’électroaimants et créent des champs magnétiques puissants. Malgré le courant alternatif, ces moteurs ont besoin d’un collecteur qui garantit que le couple est généré dans l’armature. Seuls les moteurs triphasés peuvent se passer de collecteur. Le courant triphasé se compose de trois courants alternatifs qui sont décalés les uns contre les autres en même temps. Dans ces moteurs, trois aimants de champ disposés en cercle forment un champ magnétique rotatif, le champ rotatif, qui entraîne l’armature avec lui.