Pourquoi le choix du régime alternatif dans le transport de l

Habitat
Capacités
exigibles :
1
TP 3B
TP
Pourquoi le choix du régime alternatif dans le transport
de l’électricité ? Rôle du transformateur électrique.
1STI2D
- Représenter le schéma simplifié de l’organisation du transport et la distribution de l’énergie
électrique
- Citer le rôle d’un transformateur électrique
Edison contre Tesla
La guerre des courants est une controverse technique et
industrielle qui s'est déroulée aux États-Unis à la fin du XIXème.
Elle est centrée sur l'opposition de Thomas Edison, partisan de
l'utilisation du courant continu (DC, de l'anglais Direct Current)
pour le transport et la distribution d'électricité, envers Nikola
Tesla, promoteurs de l'utilisation du courant alternatif (AC, de
l'anglais Alternating Current). Il pense aussi à utiliser des
transformateurs machines qui permettent d’élever ou
d’abaisser facilement les tensions alternatives.
Nikola Tesla (1856-1943)
Thomas Edison (1847-1931)
Doc 1. Thomas Edison et le choix du régime continu
En 1882, Edison choisit de lancer une première distribution électrique
à New-York, en plein quartier d’affaires. Dans un premier temps la
centrale, installée dans le district de Wall-Street, alimente 12 000
lampes, d’une puissance de 75W chacune sous une tension de 110 V.
Douze dynamos sont actionnées par des machines à vapeur.
La centrale sera rapidement agrandie.
Rligne
Iligne
UL
UG
Rligne
Centrale électrique
(dynamo)
Ligne de transmission
(0,4 /km)
Usage domestique
(Éclairage)
Doc 2. Nikola Tesla et le choix du régime alternatif
Nikola Tesla avait imaginé la distribution par courant alternatif, d’autant plus qu’il avait inventé un
alternateur produisant du courant alternatif.
ATTENTION ! Les transformateurs ne fonctionnent
qu’avec des courants/tensions alternatifs !
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Iligne
IG
Transformateur 1
~
UG
Idom
Rligne
Transformateur 2
UT1
UL
Rligne
Centrale électrique
(alternateur)
Usage domestique
(Éclairage)
Ligne de transmission
(0,4 /km)
 1. Quelle est la résistance (en Ω) d’une ligne de 100 km ?
Pourquoi Edison électrocuta un
pauvre éléphant en public ?
Modélisation du transport d’électricité selon Edison
2
 A l’aide du matériel disponible, réaliser le montage modélisant le
choix de Thomas Edison.
Appeler le professeur pour vérification
Matériel disponible :
- La centrale électrique est modélisée par un générateur 6 V continu.
- La ligne électrique de 100 km sera modélisée par deux fils électriques
http://bit.ly/2dzvI2h
associés chacun à une résistance Rligne.
- Les résistances de ligne Rligne sont modélisées par des boites de résistances ajustables (10 à 100 Ω).
- Les habitations et les usines (utilisation domestique) seront modélisées par une simple ampoule (6V ; 100 mA).
 2. A quoi sont dues les pertes de puissance dans les lignes électriques ? Comment calcule-t-on ces pertes PJ ?
 3. Mesurer les tensions UG, UL et l’intensité Iligne du courant et compléter le tableau suivant.
Tension aux
bornes du
générateur
UG =
Tension aux
bornes de la
lampe
UL =
Intensité du courant
dans le circuit
Iligne =
Puissance
délivrée par le
générateur
PG =
Pertes de
puissance dans
les lignes
PJ =
Puissance reçue
par la lampe
PL =
Appeler le professeur pour vérification
 4. Proposer une explication au faible éclairement de la lampe.
3
Modélisation du transport d’électricité selon Tesla
 Observer le montage réalisé par le professeur modélisant le transport d’électricité selon Tesla.
 5. Quelles sont les principales différences sur le montage avec celui de la partie 2 ?
 6. Mesurer les tensions UG, UT1 et UL, les intensités IG et Idom puis calculer les puissances. Compléter le tableau.
Tension aux
bornes du
générateur
UG =
Tension aux bornes
du secondaire du 1er
transformateur
UT1 =
Tension aux
bornes de la
lampe
UL =
Intensité du
courant à la sortie
du générateur
IG =
Intensité du
courant circulant
dans la lampe
Idom =
Puissance
délivrée par le
générateur
PG =
Puissance
reçue par la
lampe
PL =
Pertes de puissance
dans les lignes
PJ =
 6. La lampe brille-t-elle normalement ? Proposer une explication en expliquant le rôle des 2 transformateurs.
 7. Conclure en expliquant l’intérêt d’utiliser le régime alternatif plutôt que le continu pour transporter
l’électricité sur de longues distances.
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