2ème chapitre : De la centrale électrique à l`utilisateur

1er chapitre : De la centrale électrique à l’utilisateur
1er
Fiche révision
chapitre : De la centrale électrique à l’utilisateur
Tu dois savoir :
1. Que l’alternateur est la partie commune à toutes les centrales électriques
2. Que l’énergie mécanique reçue par l’alternateur est convertie en énergie électrique
3. Connaître quelques exemples de sources d’énergie renouvelable
4. Qu’un alternateur produit une tension variable dans le temps
5. Qu’une tension, variable dans le temps, peut être obtenue par déplacement d’un
aimant au voisinage d’une bobine
6. Ce qu’est une tension continue et une tension variable au cours du temps.
7. Ce qu’est une tension alternative périodique
8. Les définitions de : période, valeur maximale et valeur minimale d’une tension
9. Ce qu’est la fréquence d’une tension périodique et son unité : le Hertz (Hz)
10. la relation entre la période et la fréquence : F = 1 / T
11. Que la tension du secteur est alternative sinusoïdale, de fréquence 50 Hz, en France.
12. Qu’un voltmètre utilisé en alternatif indique la valeur efficace d’une tension
sinusoïdale
13. Que la valeur efficace est proportionnelle à la valeur maximale
Tu dois savoir faire :
 Distinguer des sources d’énergie renouvelables ou non
 Réaliser un montage permettant d’allumer une lampe ou de faire tourner un moteur à
l’aide d’un alternateur.
 Traduire les conversions énergétiques par un diagramme en incluant les énergies
perdues
 Extraire d’un document les informations relatives aux sources d’énergie
 Proposer et réaliser une expérience illustrant l’influence du mouvement d’un aimant
pas rapport à une bobine pour produire une tension
 Construire le graphique représentant les variations d’une tension au cours du temps
 Déterminer graphiquement la valeur maximale et la période d’une tension
 Reconnaître une tension alternative périodique selon son graphique en fonction du
temps
 Décrire le comportement d’une tension en fonction du temps
 Extraire des informations d’un oscillogramme pour reconnaître une tension alternative
périodique
 Mesurer sur un oscillogramme : la valeur maximale et la période
 Mesurer la valeur efficace d’une tension
 Extraire les informations indiquées sur des appareils usuels.
 Facultatif : Utiliser un tableur pour recueillir et traiter des informations
I.
Comment produit-on de l’énergie électrique ?
L’alternateur est la partie commune à toutes les centrales électriques
L’alternateur reçoit de l’énergie mécanique et la transforme en énergie électrique
Une source d’énergie est non renouvelable si sa vitesse de formation est
infiniment plus faible que sa vitesse de consommation.
Exemples : le pétrole, le charbon, l’uranium…
Les énergies renouvelables proviennent de sources inépuisables à notre échelle ou
renouvelables à l’échelle d’une vie humaine
Exemples : le vent, le soleil, l’eau, la terre, la biomasse, les marées, la chaleur du sol …
(Energie hydraulique, énergie éolienne, énergie de la biomasse, énergie solaire, énergie
géothermique)
II.
Qu’est ce qu’un alternateur ?
La tension aux bornes d’une pile est une tension continue : elle ne varie pas au
cours du temps.
Un alternateur produit une tension variable, elle change de valeur au cours du
temps.
Une tension variable dans le temps peut être obtenue par déplacement d’un
aimant au voisinage d’une bobine ou par déplacement d’une bobine au voisinage d’un
aimant.
La tension est alternative, c'est-à-dire qu’elle prend alternativement des valeurs
positives puis négatives, si le mouvement est un va-et-vient.
III.
Les tensions variables
Lorsque le GTBF est branché, les diodes clignotent alternativement. Le générateur se
comporte comme une pile tantôt branché dans un sens tantôt branché dans l’autre, la
tension est alternative
La tension aux bornes du générateur est :
- variable au cours du temps
- alternativement positive et négative
- sinusoïdale (la courbe représentant la tension en fonction du temps est une
sinusoïde)
- périodique elle se reproduit identique à elle-même
Donc la tension aux bornes du GBF est une tension alternative périodique sinusoïdale.
Définitions : Tension maximale, tension minimale, période et fréquence :
PERIODE : T
La période est le temps au bout duquel une tension se reproduit identique à ellemême. C’est la durée du plus petit motif qui se répète.
La période T s’exprime en seconde (s).
Tension maximale et minimale : Umax et Umin
La tension aux bornes du GTBF varie entre une valeur maximale notée UMAX qui
est la valeur de la tension aux sommets de la courbe et une valeur minimale UMIN.
Ces tensions s’expriment en Volts (V)
La fréquence f
La fréquence f d’une tension périodique est le nombre de période par seconde.
f = 1 /T
Hertz
seconde
La fréquence f s’exprime en Hertz (Hz)
Exemple : T = 100 s donc f = 1/100 = 0,01 Hz
IV.
Utilisation d’un oscilloscope ou d’un voltmètre
1. L’oscilloscope
Un oscilloscope ou un ordinateur permettent de visualiser une tension périodique.
Ils permettent donc de déterminer la valeur maximale Umax et la période T de la tension
observée
La tension du secteur est alternative sinusoïdale et périodique de fréquence 50 Hz (en
France) et de tension efficace 230 V.
Voir la fiche méthode dans le livre
2. Le voltmètre
Pour une tension sinusoïdale, un voltmètre utilisé en alternatif (AC ≈), mesure la valeur
efficace Ueff de cette tension. La tension efficace s’exprime en Volt.
La valeur efficace est proportionnelle à la valeur maximale.
Les valeurs des tensions alternatives indiquées sur les alimentations ou les appareils
usuels sont les valeurs efficaces des tensions alternatives.