Force contre-électromotrice

Par exemple, la tension apparaissant aux bornes d’une inductance ou d’une bobine est due à une variation du courant qui entraîne une modification du champ magnétique à l’intérieur de la bobine, et donc de la tension auto-induite. La polarité de la tension à chaque instant s’oppose à celle de la variation de la tension appliquée, afin de maintenir le courant constant.

Le terme force contre-électromotrice est également couramment utilisé pour désigner la tension qui apparaît dans les moteurs électriques lorsqu’il y a un mouvement relatif entre l’induit et le champ magnétique produit par les bobines de champ ou le champ magnétique permanent du moteur, agissant ainsi également comme un générateur tout en fonctionnant comme un moteur. Cet effet n’est pas dû à l’inductance du moteur, qui génère une tension en opposition à un courant variable via la loi de Faraday, mais à un phénomène distinct. C’est-à-dire que la force contre-électromotrice est également due à l’inductance et à la loi de Faraday, mais se produit même lorsque le courant du moteur ne change pas, et découle des considérations géométriques d’un induit tournant dans un champ magnétique.

Cette tension est en série avec et s’oppose à la tension appliquée d’origine et est appelée « force rétro-électromotrice » (par la loi de Lenz). Avec une tension globale plus faible à travers la résistance interne du moteur, lorsque le moteur tourne plus vite, le courant circulant dans le moteur diminue. Une application pratique de ce phénomène est de mesurer indirectement la vitesse et la position du moteur, car la force contre-électromotrice est proportionnelle à la vitesse de rotation de l’armature.

Dans la commande du moteur et la robotique, la force contre-électromotrice se réfère souvent plus spécifiquement à l’utilisation réelle de la tension générée par un moteur en rotation pour déduire la vitesse de rotation du moteur, pour l’utiliser afin de mieux contrôler le moteur de manière spécifique.

Pour observer l’effet de la force contre-électromotrice d’un moteur, on peut réaliser cet exercice simple : avec une lumière incandescente allumée, faire démarrer un gros moteur comme une perceuse à colonne, une scie, un compresseur de climatiseur ou un aspirateur. La lumière peut s’atténuer brièvement lorsque le moteur démarre. Lorsque l’armature ne tourne pas (on dit que le rotor est bloqué), il n’y a pas de force contre-électromotrice et le courant consommé par le moteur est assez élevé. Si le courant de démarrage du moteur est assez élevé, il tirera la tension de ligne vers le bas suffisamment pour provoquer une atténuation notable de la lumière.