Qu'est-ce qu'une bague collectrice?
Une bague collectrice est un dispositif qui permet de transférer du courant électrique ou un signal entre une source statique et un objet en rotation sans utiliser de connexion câblée physique entre les deux. Un arrangement de bague collectrice réalise cette connexion avec une bague conductrice attachée autour du composant rotatif et une brosse à ressort ou un contact sur le composant statique. Cette brosse prend appui sur l'anneau rotatif et maintient un contact électrique constant avec celui-ci tout en restant statique. Les dispositifs à bague collectrice ont diverses applications.
Le passage d'un courant ou d'un signal entre des objets en rotation et des objets de papeterie pose un problème technique qui est résolu au mieux en utilisant un contact glissant à faible frottement entre les deux. Dans les applications impliquant un rotor, comme celles que l'on trouve dans les générateurs et les moteurs, le meilleur moyen d'y parvenir consiste à utiliser une bague collectrice solide. Celui-ci consiste en un anneau conducteur, généralement en cuivre poli de haute qualité, qui court autour de l’arbre du rotor. Cet anneau est isolé de l'arbre et câblé aux enroulements du rotor. Une brosse à ressort transportant le courant électrique est positionnée de manière à maintenir une pression constante sur la bague tout au long de son mouvement de rotation, complétant ainsi le circuit.
Les brosses sont généralement constituées d’un matériau conducteur, tel que le carbone, qui est plus tendre que l’anneau. Ce matériau est utilisé pour garantir que la brosse, plutôt que la bague, s'use en premier car la brosse est plus facile et moins chère à remplacer lorsqu'elle est usée. Dans les applications nécessitant une connexion à faible résistance, le mercure peut être utilisé pour remplacer les balais de charbon. Toutefois, en raison de sa toxicité, il ne doit pas être utilisé dans les industries pharmaceutiques ou liées à l’alimentation où la contamination par le mercure présente un risque pour la santé.
L'utilisation d'un système à bague collectrice ne se limite pas au passage du courant électrique. Ce transfert ne se limite pas non plus à un passage statique à rotor; le courant, le signal ou les données peuvent être transférés du composant en rotation vers l’élément statique. Tant que les surfaces de la brosse et de l'anneau sont maintenues propres et exemptes de corrosion et de copeaux, la connexion à bague collectrice peut être maintenue très «propre» avec un minimum d'étincelles, de perturbations des données et de bruit audio. Les applications de bagues collectrices comprennent les balises de signalisation ou d'avertissement rotatives, les alternateurs, les générateurs et les moteurs électriques à bagues collectrices. Elles utilisent plusieurs conceptions et matériaux pour les bagues et les contacts.