Sonnette électro-mécanique

On va fabriquer une sonnette électrique, ancien modèle, celle des tireurs de sonnette de Doineau.

Difficulté

Technical Technique

Durée

8 hour(s) heure(s)

Disciplines scientifiques

Electricité, Physique

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Mp4

Sonnette .mp4

Étape 1 - Constitution de la sonnette

La photo 1 présente l'ensemble des pièces:

- une planchette support

- un fléau

- un contact

- un électro-aimant

- un verre qui sert de timbre

- le support du verre

Deux éléments sont essentiels:

- L' électro-aimant (photo 2) est constitué par des spires de fil émaillé enroulées sur un noyau de fer doux (clou ordinaire). L'ensemble est tenu par un domino d'électricien à 3 contacts. Le contact central est relié au clou et des deux autres contacts sont reliés aux extrémités du fil émaillé.

- Le fléau (photo 3) est constitué par une partie élastique (corde à piano) et par une partie massive, le marteau. L'ensemble constitue un pendule élastique. Des dominos d'électricien servent à retenir l'ensemble.

Noter que le fil électrique noir est relié à la corde à piano. On verra que la boucle de corde à piano au dessus du marteau sert de contact électrique.

Étape 2 - Fonctionnement

Le fléau et l'électro-aimant sont montés sur la planchette support (photo 1 et 2).

Sur ces photos 1 et 2 on teste le fonctionnement de l'électro-aimant:

- Photo 1, l'alimentation électrique n'est pas branchée et on note que'il y a un espace entre le clou et le fléau.

- Photo 2, l'électro-aimant est alimenté et on observe que le fléau est attiré par le clou aimanté et se colle sur lui.

Dés que le courant est coupé, le clou n'attire plus le fléau qui revient à sa place sous l'effet de la partie ressort du fléau. Il y a à nouveau un espace entre le clou et le fléau.

Si on plaçait le verre sur son support comme sur la figure 4, celui-ci tinterait à chaque fois que le clou attire le fléau, heurté par la partie massive du fléau.

Si on s'arrête là, notre sonnette a peu d'intérêt car il faut l'entretenir manuellement...

C'est le moment de rajouter un contact sur le fléau et de réaliser le circuit de la photo 3. Ce circuit va faire automatiquement ce que l'on faisait manuellement: alimenter l'électro-aimant puis couper le courant...etc

Son fonctionnement est facile à comprendre avec les explications précédentes

- quand le fléau est relâché, l'électro-aimant est à nouveau alimenté et le fléau repartvers le verre

- Dès que le fléau repart, l'électro-aimant n'est plus alimenté et le fléau revient

Avec ce circuit, on a fabriqué un système auto-entretenu qui ne s'arrête que lorsqu'on débranche la pile.

Étape 3 - Allons plus loin

La fréquence propre du fléau

Pour mettre en évidence cette fréquence propre, il suffit de donner une pichenette au fléau comme montré ici: (vidéo à venir)

Cette fréquence propre est déterminée par la masse du marteau qui oscille au bout d'une petite longueur de corde à piano. Après la pichenette, l'oscillation naturelle décroît en amplitude à cause de pertes dues aux défauts d'élasticité de la corde à piano mais aussi à cause du frottement de l'air.

Oscillation entretenue

Cependant, grâce à notre montage, il est possible de compenser cette perte sans trop perturber l'oscillation libre: (video à venir)

On voit qu'à chaque oscillation un bref contact électrique provoque une brève attraction par l'électro-aimant.

Ce principe d'entretien d'oscillations mécaniques a été mis à profit dans des horloges électriques.

Étape 4 - Un peu de culture

Je n'ai pas pu résister à mettre cette photo de Robert Doisneau qui date de 1934.

On y voit une bande d'écoliers taquins qui appuient sur le bouton d'une sonnette et partent ensuite rapidement pour se cacher....

Et à l'autre bout, dans un appartement, retentit probablement une sonnette tout à fait semblable à celle que nous avons réalisée.... Une sonnette bien électro-mécanique, sans électronique, sans informatique....

Dernière modification 26/01/2021 par user:Occitan.

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