Générateurs et récepteurs

Athénée Royal de Pepinster 5 TEA
Electrotechnique
Générateurs et récepteurs
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Générateurs et récepteurs
Les générateurs de tension
Ils ont comme rôle de fournir du courant électrique (ou de l’énergie électrique) à
un circuit extérieur. Ils doivent donc entretenir le mouvement des électrons. En
continu, les générateurs sont par exemple les piles et les accumulateurs. En
alternatif, on a par exemple les alternateurs.
Le symbole d’un générateur de tension est :
En général, un générateur se compose d’une résistance interne (r) en  et d’une
force électromotrice (F.E.M.) E en Volts. Le fait d’avoir une résistance interne
va engendrer une chute de tension r . I et donc une dissipation de chaleur
équivalente à r . I². Il est donc obligatoire d’avoir la plus petite résistance
interne possible.
La représentation complète d’un générateur est donc :
Avec U = E – r . I
U
I
source de tension
idéale continue source de tension idéale alternative
E
I
r
rI A
B C

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La puissance totale fournie par le générateur idéal est Pf = E . I
Les pertes par effet Joule dans la résistance interne sont PJ = r . I2.
La puissance utilisable dans le circuit extérieur est Pu=(VA – VB) . I = (E – r . I) . I
= E . I – r . I2.
Le rendement du générateur est : η = PU / PF (doit être < 1).
Les récepteurs de tension
C’est un appareil qui absorbe de l’énergie électrique sous tension constante,
appelée force contre électromotrice (f.c.é.m.), ceci quel que soit le courant qui le
traverse.
Le symbole d’un récepteur de tension est :
En général, un récepteur se compose d’une résistance interne (r) et d’une force
contre-électromotrice (elle s’oppose au passage du courant) E.
La représentation complète d’un récepteur est donc :
Avec U = E + r . I
E
I
r
rI A
B C
E
I
récepteur de
tension idéale
récepteur de tension
idéale alternative

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La puissance absorbée par le récepteur idéal et transformée (en énergie
mécanique, par exemple, si l’on modélise un moteur à courant continu) est Pr = EI.
Les pertes par effet Joule dans la résistance interne sont : PJ = rI2.
La puissance totale absorbée par le récepteur réel est : Pa = (VA – VB)I = (E +
rI)I = EI + rI2.
Certains récepteurs (selfs, condensateurs) peuvent avoir temporairement un
comportement de générateur et suivront cette convention de signe, alors que
des générateurs sont parfois utilisés comme récepteurs : on utilisera alors cette
convention. Attention à la méprise !
Si dans un schéma, le calcul du courant circulant dans un générateur et de la
tension présente à ses bornes indiquent que le courant rentre par le pôle positif,
alors ce générateur est utilisé en récepteur. Par exemple, la machine à courant
continu, est utilisée aussi bien en dynamo (générateur) qu’en moteur (récepteur).
Un moteur électrique que l’on freine devient générateur.
Exemple de composant passif utilisé comme générateur : le condensateur
"réservoir d'énergie", très utilisé en électronique (filtrage des alimentations,
découplage).
Une batterie en phase de charge est un générateur devenu récepteur pour
quelques temps.
Les générateurs de courant
Ils sont appelés : générateurs de Norton. Ce sont les photodiodes, les photopiles,
les inductances transformant l’énergie magnétique stockée en énergie
électrocinétique durant un court intervalle de temps.
Afin d’être insensible aux variations de d.d.p. à ses bornes, un générateur idéal
de courant doit posséder une résistance interne infinie. La tension à ses bornes
devant pouvoir varier instantanément, la capacité en parallèle avec lui doit être
nulle également.

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Le symbole d’un générateur de courant est :
En général, un générateur de courant est l’association, en parallèle, d’un
générateur idéal de courant et d’une résistance interne.
La d.d.p. aux bornes du générateur réel est VA-VB = ri
La loi des nœuds appliquée en C donne : I0 = I + i
La puissance totale débitée par le générateur est Pf = (VA – VB)I0
Les pertes par effet Joule sont : PJ = ri2
La puissance fournie au circuit extérieur est Pu = (VA – VB)I = (VA – VB) (I0 – i) =
(VA – VB)I0 - (VA – VB)i
Soit Pu = Pf – (ri)i = Pf - PJ
Le rendement du générateur est
2
0
0 0 0
1 1
A B A B
u
f A B A B
V V I ri V V i
P
i
P V V I V V I I
I0
symbole à employer
ancien symbole à éviter
I0
I0
r
i
I
A
B
C

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Les récepteurs de courant
Récepteur de courant
Ce sont certains tubes électroniques, les canons à électrons, les transistors
bipolaires, les transistors à effet de champ, etc. Leur véritable nom est
récepteur à courant commandé, car il y a toujours une source d’énergie
extérieure.
Le récepteur de courant absorbe de la puissance électrique sous intensité
constante. Il se distingue d’un générateur par le signe de la d.d.p. aux bornes.
Le circuit extérieur fournit de la puissance au récepteur. Il en fournit également
à la résistance interne.
Réversibilité
Définition
Un générateur est réversible en tension si la tension à ses bornes peut changer
de signe.
Un générateur est réversible en courant si le courant peut s’inverser dans la
branche dans laquelle il est inséré.
I0
r
B
V
A
> V
B
, V
A
–
V
B
> 0
A