Chapitre 1 : Comment produire de l`électricité ?

Chapitre 1 : Comment produire de l'électricité ?
I) Qu'ont en commun toutes les centrales électriques ?
Voir animation : fonctionnement des centrales électriques
Origine de l'énergie
(Source primaire
d'énergie)
Étape 1
Étape 2
Étape 3
Centrale éolienne
Énergie
Le vent met en mouvement une hélice L'hélice met en
mécanique du vent qui acquiert de l'énergie cinétique.
mouvement
un
alternateur
qui
convertit l'énergie
mécanique
en
énergie électrique.
Centrale hydraulique
Énergie
mécanique
l'eau
L'eau met en mouvement une turbine La turbine à eau
de à eau qui acquiert de l'énergie met
en
mécanique
mouvement
un
alternateur
qui
convertit l'énergie
mécanique
en
énergie électrique.
Centrale thermique (gaz ou charbon)
Énergie chimique
des réactifs de la
combustion
(combustion du gaz
ou du charbon)
L'énergie
thermique produite
par la combustion
transforme
l'eau
liquide en vapeur
d'eau sous pression
La vapeur d'eau
sous
pression
met
en
mouvement une
turbine à vapeur
qui acquiert de
l'énergie
mécanique.
La
turbine
à
vapeur met en
mouvement
un
alternateur
qui
convertit l'énergie
mécanique
en
énergie électrique.
Centrale nucléaire
Énergie nucléaire L'énergie
La vapeur d'eau
(fission
de thermique produite sous
pression
l'uranium)
par la réaction met
en
nucléaire
mouvement une
transforme
l'eau turbine à vapeur
liquide en vapeur qui acquiert de
d'eau
sous l'énergie
pression.
mécanique.
3e
Chap 1 : Production d'électricité
La
turbine
à
vapeur met en
mouvement
un
alternateur
qui
convertit l'énergie
mécanique
en
énergie électrique.
1/3
Quel est l'élément commun à toutes les centrales ?
Toutes les centrales électriques possèdent un alternateur. C'est l'alternateur qui convertit
l'énergie mécanique en énergie électrique.
Les centrales électriques ne diffèrent donc que par leur source primaire d'énergie (vent, eau,
nucléaire, thermique ...). On distingue ainsi deux types d'énergies primaires :
➢ les énergies dites renouvelables : qui proviennent de sources inépuisables (énergie du
Soleil, du vent, des marée, de la géothermie) ou renouvelables à l'échelle de la vie
humaine (bois, les plantes)
➢ Les énergies non renouvelables dont les réserves sont limitées et s'épuisent (uranium,
pétrole, gaz, charbon).
Perte d'énergie
thermique
Source d'énergie
non renouvelable
(pétrole, charbon,
uranium)
Source d'énergie
primaire
Source d'énergie
renouvelable (vent,
mouvement de l'eau)
Chaudière
Perte d'énergie mécanique
Perte d'énergie
(frottements) et thermique
mécanique
(effet Joule)
(frottements)
Alternateur
Turbine
Énergie
électrique
Turbine ou
hélice
Perte d'énergie mécanique
(frottements)
Alternateur
Perte d'énergie mécanique
(frottements) et thermique
(effet Joule)
II) Comment un alternateur produit-il de l'électricité ?
1) Mise en évidence du rôle de l'alternateur :
Expérience : On branche une lampe aux bornes d'un alternateur (dynamo de vélo)
Observation : La lampe s'allume lorsque l'alternateur est mis en fonctionnement.
3e
Chap 1 : Production d'électricité
2/3
Conclusion : L'alternateur convertit de l'énergie mécanique en énergie électrique.
Alternateur
Énergie mécanique
Énergie électrique
Pertes d'énergie thermique
par frottements mécaniques
et effet Joule
2) Principe de l'alternateur :
Expérience : On met en mouvement un aimant à proximité d'une bobine reliée à un oscilloscope.
Remarques : Une bobine est constituée d'un enroulement de fil de cuivre. L'oscilloscope permet de
détecter tout type de tension électrique.
Bobine
Aimant en mouvement
Observation :
On observe l'apparition à l'oscilloscope d'une tension électrique variable dans le temps aux bornes
de la bobine.
Interprétation :
Le mouvement de l'aimant à proximité de la bobine a pour effet de créer une tension électrique
variable dans le temps aux bornes de la bobine.
Conclusion :
Un alternateur est donc constitué d'un aimant pouvant être mis en mouvement à l'intérieur d'une
bobine. C'est la mise en mouvement de cet aimant à proximité d'une bobine qui permet de
produire une tension électrique variable dans le temps aux bornes de la bobine.
Exemple : alternateur de voiture
3e
Chap 1 : Production d'électricité
3/3