Energie électrique InducUon électromagnéUque

Physique 2 DF 2015-­‐2016 Energie électrique Induc0on électromagné0que Jean-­‐Bap0ste Deschamps Comment une guitare électrique produit un son? •  Guitare électrique: •  Vidéo Déroulement du cours Ø  La produc0on d’énergie électrique Ø  Un peu d’histoire Ø  Le phénomène d’induc0on Ø  La loi de Faraday Ø  L’effet moteur et générateur Objec0fs du cours Etre capable de retrouver les différentes façon de produire de l’énergie électrique Etre capable d’expliquer comment apparaît le phénomène d’induc0on électromagné0que Enoncer la loi de Faraday et les paramètres qui rentre en jeu dans le phénomène d’induc0on Pourvoir faire la différence entre l’effet générateur et l’effet moteur et pourvoir l’expliquer Produc0on de l’énergie électrique Historique La pile Allessandro Volta (Italien: 1745-­‐1827) Inventeur de la première pile électrique Historique L’induc0on électromagné0que Michael Faraday (Anglais: 1791-­‐1867) Joseph Henry (Américains: 1797 – 1878) Découvre l’induc0on électromagné0que : produc0on d’électricité à l’aide d’un champ magné0que Historique Effet Photovoltaïque Antoine César Becquerel (Français: 1852-­‐1908) Découvre l’effet photovoltaïque: produit du choc des photons de la lumière sur un matériau semi-­‐conducteur qui transmet leur énergie aux électrons qui génèrent une tension électrique. En 1954 est créée par les laboratoires BELL la première cellule photovoltaïque avec un rendement de 4%. Courant induit par induc0on électromagné0que On doit avoir une boucle fermée pour que le phénomène se produise Loi de Faraday •  La tension induite dans une bobine dépend: –  Du nombre de spires de la bobine –  De la vitesse à laquelle le champ magné0que change à l’intérieur des boucles Champ magné0que •  Unité : le Tesla (T) (Kg.A-­‐1S-­‐2) Induc0on électromagné0que •  Anima0on Guitare électrique •  L'aimant et la bobine sont fixes. •  Le champ magné0que aimante par0ellement la corde (ne fonc0onne pas avec une corde en nylon!) •  On déplace la corde devant l'aimant, le champ magné0que de ce dernier varie. •  C'est ceje modula0on du champ magné0que qui induit une tension électrique au sein d'une bobine traversée par ce flux magné0que. Effet Moteur Effet moteur Roue de Barlow Une des premières démonstra0on de moteur électrique La règle des 3 doigts Exercices Effet Générateur Il se forme une force électromotrice induite dans tout conducteur en mouvement qui coupe des lignes d’induc0on qui oblige les charges à se déplacer le long du fil Complément: Qu’est-­‐ce que le magné0sme? •  L’électron possède également ce que les physiciens appellent « un spin ». •  En raison de ce « spin », on peut considérer qu’à l’électron est associée une pe0te boussole ne pouvant s’orienter que dans deux direc0ons •  Dans un matériau non-­‐magné0que, les spins sont orientés de façon aléatoire ; leurs effets se compensent et il n’y a pas d’aimanta0on globale. •  Dans un matériau dit ferromagné0que, les atomes s’organisent spontanément en « domaines » à l’intérieur desquels tous les spins sont alignés (voir schéma). Il en résulte une aimanta0on du matériau à l’échelle macroscopique Complément: Qu’est-­‐ce que le magné0sme?