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James Watt est un ingénieur écossais né en 1736 et décédé en 1819. Il est considéré comme l'un des inventeurs les plus importants de la révolution industrielle, notamment pour ses contributions à l'amélioration de la machine à vapeur.
L'une des inventions les plus importantes de Watt est le régulateur à boules, breveté en 1788. Ce dispositif permet de réguler la vitesse de rotation d'une machine à vapeur en fonction de la charge à laquelle elle est soumise.
Le principe de fonctionnement du régulateur à boules est simple. Deux boules sont fixées à l'extrémité d'un axe qui est relié à l'arbre moteur de la machine à vapeur. Lorsque la vitesse de rotation de l'arbre moteur augmente, les boules s'écartent de l'axe. Cet écartement provoque l'ouverture d'une vanne qui permet à la vapeur de s'échapper du cylindre moteur. La baisse de pression dans le cylindre entraîne une diminution de la force qui actionne l'arbre moteur, ce qui ralentit la vitesse de rotation.
Le régulateur à boules a permis de rendre les machines à vapeur beaucoup plus fiables et efficientes. Il a également contribué à la diffusion de la machine à vapeur dans de nombreuses industries, notamment dans les mines, les usines et les transports.
Le régulateur à boules est un exemple de mécanisme de rétroaction. Un mécanisme de rétroaction est un système qui utilise les informations sur son propre état pour modifier son comportement. Dans le cas du régulateur à boules, les informations sur l'état du système sont la vitesse de rotation de l'arbre moteur. Ces informations sont utilisées pour modifier le comportement du système, en l'occurrence la quantité de vapeur qui est injectée dans le cylindre moteur.
Le régulateur à boules est un dispositif simple mais efficace. Il a été utilisé pendant de nombreuses années dans les machines à vapeur. Il est également utilisé dans de nombreux autres systèmes aujourd'hui, notamment dans les systèmes de contrôle de température, de pression et de vitesse.