Question sur le pouvoir

[okelhemin]

Je suis confus au sujet de l'interprétation du pouvoir.

Imaginez que vous ayez une voiture électrique avec un moteur idéal de 500 kW qui n'a aucune perte d'énergie. Cela signifie-t-il que le F*v de la voiture est toujours de 500 kW, la force diminuant à mesure que la vitesse augmente ? Mais cela signifierait que la force est proche de l'infini alors que la vitesse est nulle.

La puissance de sortie d'un moteur est-elle toujours constante, et si oui, pourquoi la force diminue-t-elle à mesure que la vitesse augmente ?https://9apps.ooo/

[Black Jack]

Bonjour,

Réponse en très simplifié, juste pour essayer de faire comprendre.

Un moteur sans perte n'existe pas, mais faisons comme si ...

Prenons un moteur DC dont la résistance d'induit serait nulle et sans pertes par frottement ni pertes magnétiques ...

On alimente ce moteur (sans charge) par une tension U qui est le maximum prévu pour ce moteur, le moteur tourne à une vitesse finie de rotation finie wo
Le moteur est parcouru par un courant nul (sa force contre électromotrice E est égale à la tension U d'alimentation)
On a la relation wo = E/k (k étant une caractéristique du moteur)
... La puissance délivrée par le moteur dans ces conditions est P = E*I = U*0 = 0 Watt (et il tourne à la vitesse wo mais ne fournit aucun couple)

Si on augmente la charge sur le moteur (donc le couple résistant), le courant dans le moteur augmente proportionnellement au couple résistant.
On a Couple = k*I et w = wo = E/k
La puissance délivrée par le moteur est P = E*I = k*wo * C/k = wo*C
Le moteur tourne à la vitesse wo et fournit le couple C en délivrant une puissance P = E*I = wo*C (non nulle)

Si on augmente le couple résistant jusqu'à atteindre la puissance maximale que peut délivrer le moteur, appelons cette puissance Pn
Le couple maximal que pourra donc fournir ce moteur est C = Pn/wo

Le moteur ne fournit donc pas sa puissance maximale en permanence, sa vitesse constante est imposée par la tension d'alimentation et le couple que le moteur fournit est le couple résistant imposé par la charge.
La puissance délivrée par le moteur est donc nulle si C résistant = 0, et la puissance délivrée augmente si la charge impose un couple résistant plus grand ... et ceci jusqu'à atteindre la puissance maximale Pn du moteur lorsque le couple résistant sera Cr = Pn/wo

Evidemment en pratique, les pertes dans le moteur ne sont pas nulles et pour une tension d'alimentation donnée, la vitesse diminue lorsque le couple résistant augmente.
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Remarque :
Quand on donne la puissance d'un moteur de voiture, par exemple 72 kW, cela ne veut pas dire qu'il fournit cette puissance en permanence, c'est la puissance maximale qu'on peut en tirer et c'est donné au point où le produit Couple * Vitesse de rotation est maximal. (par exemple à 6000 tr/min (w = 628,3 rad/s) et avec un couple C = 72000/628,3 = 114,6 Nm)
Si on s'éloigne de ces valeurs (vitesse-couple) dans un sens ou dans l'autre, la puissance disponible diminue.

Et donc on ne peut pas écrire que Couple (en Nm) = 72000/vitesse (en rad/s)
La valeur 72000 W n'est valable qu'à un seul point de fonctionnement du moteur et partout ailleurs que sur ce point de fonctionnement la puissance disponible est < 72000 W

Et il ne faut pas confondre non plus : Puissance disponible et puissance fournie.
La puissance fournie est imposée par les conditions de la route et les caractéristiques de la voiture (poids, pertes aérodynamiques, pente de la route ...) et doit être à tous moments <= à la puissance que peut fournir le moteur au point de fonctionnement à ces instants.
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En espérant ne pas t'avoir embrouillé d'avantage.