L`alternateur et les centarles électriques

Chapitre I
L’alternateur et les centrales électriques
Les centrales électriques servent à produire de l’électricité.
Il existe des centrales thermiques, hydrauliques, éoliennes, solaires et nucléaires.
I] Production d’une tension variable
TP n°1 : Production d’une tension variable
 Quel type de dipôle peut « produire » une tension ?
Un générateur peut produire une tension électrique.
 Quel appareil utilise-t-on pour mesurer une tension électrique ?
Un voltmètre mesure une tension électrique en volt ( V ).
 Que signifie l’expression « tension variable » ?
Une tension variable change de valeur au cours du temps.
 Schémas des expériences : Comment produire une tension variable ?
aimant
aimant
Cas n°1
V
On éloigne l’aimant de la bobine
 Observations
Cas n°2
V
On approche l’aimant de la bobine
Dans le cas n°1, le voltmètre affiche des valeurs positives qui changent. Dans le cas n°2, il
affiche des valeurs négatives qui changent. Si l’aimant et la bobine sont immobiles, il
affiche 0V.
 A quelle condition une tension apparaît-elle aux bornes de la bobine ?
Une tension non nulle apparaît aux bornes de la bobine lorsque l’aimant ou la bobine se
déplace à proximité.
 Que se passe-t-il si on répète régulièrement ces 2 mouvements devant la bobine ?
En répétant ces mouvements d’approche et d’éloignement, une tension alternative apparaît
aux bornes de la bobine.
Conclusion
Une tension alternative est une tension variable prenant des valeurs positives et négatives
au cours du temps. Elle apparaît lors du déplacement d’un aimant et d’une bobine à
proximité l’un de l’autre.
Une bobine et un aimant sont les constituants principaux d’un alternateur.
Correction des questions 1 et 2 de l’exercice 18 p 176
1) Lorsque la distance entre l’aimant et la bobine varie, il apparaît une tension non nulle aux
bornes de la bobine.
2) Le signe de la tension change au cours du temps.
II] Constitution d’un alternateur de bicyclette
TP n°2 : Fonctionnement d’un alternateur de bicyclette
Description de l’alternateur
galet
axe
aimant
cage en lamelles
bobine
bornes de la bobine
 Quels sont les 2 principaux éléments de l’alternateur ? Quel est celui qui est fixe ?
Quel est l’élément mobile ? Comment est-il rendu mobile ?
Les deux principaux éléments de cet alternateur sont la bobine fixe et l’aimant mobile.
L’aimant tourne par frottement sur le pneu du galet solidaire de l’aimant grâce à un axe.
 Quel montage électrique peut-on
Alternateur
réaliser avec un alternateur pour
faire briller une lampe ?
Fais le schéma.
Schéma
G
 Quel type d’énergie est produit par l’alternateur ? Quel type d’énergie est fourni à
l’alternateur ? Puis complète le schéma ci-dessous.
L’alternateur produit de l’énergie électrique. Il reçoit par contre de l’énergie mécanique.
Énergie
Énergie
Alternateur
mécanique
électrique
Énergie thermique
Conclusion : Un alternateur convertit une partie de l’énergie mécanique qu’il reçoit en
énergie électrique
Correction de l’exercice 15 p 178
1) L’essence fournit de l’énergie thermique au moteur.
2) Le moteur produit de l’énergie thermique qui est inutilisable appelée énergie thermique
perdue.
Energie
thermique
3)
Essence
Energie
mécanique
Moteur
thermiqu
eà
essence
Energie thermique
perdue
Energie
électrique
Alternateu
r
Lampe
III] Fonctionnement des centrales hydraulique et éolienne
• Activité 3 p 170
1) L’eau transfère de l’énergie mécanique à la turbine de l’alternateur.
2) Le vent transfère de l’énergie mécanique aux pales de l’éolienne.
3) Les deux centrales possèdent un alternateur qui reçoit l’énergie mécanique.
4) L’alternateur convertit l’énergie mécanique reçue en énergie électrique fournie au
réseau d’électricité.
6) L’eau et le vent sont deux énergies renouvelables car elles sont toutes les deux
naturelles et inépuisables.
L’alternateur est la partie commune aux centrales électriques hydrauliques et éoliennes.
Les sources d’énergie mécaniques sont l’eau et le vent, énergies renouvelables.
Correction de l’exercice 3 p 175
Energie
mécanique
Eau en
mouvemen
t
Energie
électrique
Alternateur de
la centrale
hydraulique
Energie thermique
perdue
Réseau
électriqu
e
Energie
mécanique
Vent
Energie
électrique
Alternateur de
la centrale
éolienne
Energie thermique
perdue
IV] Fonctionnement d’une centrale nucléaire
• Activité p.174
En France, près de 80% de l’énergie électrique est d’origine nucléaire.
1) On utilise l’uranium ou le plutonium comme matière fissile.
Réseau
électriqu
e
2) L’énergie de l’eau du circuit primaire vaporise l’eau du circuit secondaire.
3) La turbine de l’alternateur est entraînée grâce au jet de vapeur du circuit secondaire.
4) La liquéfaction de l’eau du circuit secondaire est réalisée grâce à de l’eau froide
provenant d’une rivière ou d’un fleuve.
5) L’enceinte de confinement protège l’environnement des radiations émises dans le
réacteur.
V] Les énergies renouvelables et fossiles
Les sources d’énergies comme le pétrole, le gaz, le charbon et l’uranium
sont dites non renouvelables car, sur Terre, elles existent en quantité
: ces énergies sont issues de la décomposition de matières organiques enfouies dans le sol
depuis des millions d’années.
Les avantages des énergies fossiles sont :
Ses inconvénients sont :
Les sources d’énergies comme
sont dites renouvelables car elles existent à l’état
.
Les avantages des énergies renouvelables sont :
Ses inconvénients sont :
-
et sont
-