chap-4-generateurs

Chap.4
Les générateurs
I- Exemples de générateurs :
- Pile électrochimique :
l’énergie y est stockée sous forme d’énergie chimique
au cours de l’utilisation, cette énergie est convertie en énergie électrique We fournie au circuit
et en partie dissipée sous forme d’énergie thermique (effet joule)
Echimique = We + Q
(conservation de l’énergie)
- photopile :
l’énergie rayonnante Wr reçue par la photopile est convertie en énergie électrique We,
dissipée sous forme d’énergie thermique Q, ou réfléchie et diffusée Wr’ .
Wr = We + Q +Wr’
- générateur électromécanique:
le travail mécanique reçu par le générateur est converti en énergie électrique We fournie au
circuit électrique, le reste étant dissipé sous forme d’énergie thermique
W = We + Q
II- Caractéristique d’un générateur :
1) caractéristique d’une pile :
A l’aide du montage suivant :
On peut faire varier R et mesurer l’intensité I dans le circuit.
On peut alors tracer la caractéristique de la pile :
UPN
I
L’équation de la caractéristique de la pile s’écrit :
UPN = E – r.I
E, r > 0
E : fém de la pile (en V)
R : résistance interne de la pile (en )
2) Caractéristique d’un ‘source idéale de tension’ :
La tension UPN à ses bornes est indépendante de l’intensité qu’elle débite.
UPN
I
en fait ici : r = 0 
III- Transfert thermique et générateur :
Nous savons que :
- un générateur fournie une énergie électrique We au circuit mais également qu’il
chauffe (pertes thermiques)
- la tension UPN aux bornes d’un générateur (non idéal) s’écrit : UPN = E – r.I
1) Bilan énergétique : (sur une durée t)
On multiplie par I . t la relation ci-dessus :
UPN . I . t = E . I . t – r.I .I . t
D’où
E . I . t = UPN .I . t + r . I² . t
1er terme : énergie (chimique, rayonnante, mécanique) consommée par le générateur pour
produire l’énergie électrique UPN .I . t
2ième terme: énergie électrique fournie au circuit par le générateur (énergie utile)
3ième terme : énergie dissipée sous forme thermique dans le générateur (qui chauffe) : effet
Joule
2) Bilan de puissance :
Il suffit de multiplier par I
UPN . I = E . I – r.I .I
D’où E . I = UPN . I + r.I²
Puissance transformée ; puissance électrique fournie au circuit ; puissance dissipée par effet
Joule
Remarque : court-circuit dans une pile : I très grand et pile chauffe très vite…
3) Rendement du générateur : symbole  (êta)
 = Pélectrique fournie au circuit / Puissance tranformée = UPN.I / E.I = UPN / E
Exercices à proposer :