Chapitre 1 : Comment produire de l`électricité ?

Chapitre 1 : Comment produire de l'électricité ?
I) Qu'ont en commun toutes les centrales électriques ?
Voir animation : fonctionnement des centrales électriques
Origine de l'énergie
(Source primaire
d'énergie)
Étape 1 Étape 2 Étape 3
Centrale éolienne
Énergie
mécanique du vent
Le vent met en mouvement une hélice
qui acquiert de l'énergie cinétique.
L'hélice met en
mouvement un
alternateur qui
convertit l'énergie
mécanique en
énergie électrique.
Centrale hydraulique
Énergie
mécanique de
l'eau
L'eau met en mouvement une turbine
à eau qui acquiert de l'énergie
mécanique
La turbine à eau
met en
mouvement un
alternateur qui
convertit l'énergie
mécanique en
énergie électrique.
Centrale thermique (gaz ou charbon)
Énergie chimique
des réactifs de la
combustion
(combustion du gaz
ou du charbon)
L'énergie
thermique produite
par la combustion
transforme l'eau
liquide en vapeur
d'eau sous pression
La vapeur d'eau
sous pression
met en
mouvement une
turbine à vapeur
qui acquiert de
l'énergie
mécanique.
La turbine à
vapeur met en
mouvement un
alternateur qui
convertit l'énergie
mécanique en
énergie électrique.
Centrale nucléaire
Énergie nucléaire
(fission de
l'uranium)
L'énergie
thermique produite
par la réaction
nucléaire
transforme l'eau
liquide en vapeur
d'eau sous
pression.
La vapeur d'eau
sous pression
met en
mouvement une
turbine à vapeur
qui acquiert de
l'énergie
mécanique.
La turbine à
vapeur met en
mouvement un
alternateur qui
convertit l'énergie
mécanique en
énergie électrique.
3e Chap 1 : Production d'électricité 1/3

Quel est l'élément commun à toutes les centrales ?
Toutes les centrales électriques possèdent un alternateur. C'est l'alternateur qui convertit
l'énergie mécanique en énergie électrique.
Les centrales électriques ne diffèrent donc que par leur source primaire d'énergie (vent, eau,
nucléaire, thermique ...). On distingue ainsi deux types d'énergies primaires :
➢les énergies dites renouvelables : qui proviennent de sources inépuisables (énergie du
Soleil, du vent, des marée, de la géothermie) ou renouvelables à l'échelle de la vie
humaine (bois, les plantes)
➢Les énergies non renouvelables dont les réserves sont limitées et s'épuisent (uranium,
pétrole, gaz, charbon).
II) Comment un alternateur produit-il de l'électricité ?
1) Mise en évidence du rôle de l'alternateur :
Expérience : On branche une lampe aux bornes d'un alternateur (dynamo de vélo)
Observation : La lampe s'allume lorsque l'alternateur est mis en fonctionnement.
3e Chap 1 : Production d'électricité 2/3
Source d'énergie
primaire
Chaudière Turbine Alternateur
Énergie
électrique
Turbine ou
hélice Alternateur
Source d'énergie
non renouvelable
(pétrole, charbon,
uranium)
Source d'énergie
renouvelable (vent,
mouvement de l'eau)
Perte d'énergie
thermique
Perte d'énergie
mécanique
(frottements)
Perte d'énergie mécanique
(frottements) et thermique
(effet Joule)
Perte d'énergie mécanique
(frottements)
Perte d'énergie mécanique
(frottements) et thermique
(effet Joule)

Conclusion : L'alternateur convertit de l'énergie mécanique en énergie électrique.
2) Principe de l'alternateur :
Expérience : On met en mouvement un aimant à proximité d'une bobine reliée à un oscilloscope.
Remarques : Une bobine est constituée d'un enroulement de fil de cuivre. L'oscilloscope permet de
détecter tout type de tension électrique.
Observation :
On observe l'apparition à l'oscilloscope d'une tension électrique variable dans le temps aux bornes
de la bobine.
Interprétation :
Le mouvement de l'aimant à proximité de la bobine a pour effet de créer une tension électrique
variable dans le temps aux bornes de la bobine.
Conclusion :
Un alternateur est donc constitué d'un aimant pouvant être mis en mouvement à l'intérieur d'une
bobine. C'est la mise en mouvement de cet aimant à proximité d'une bobine qui permet de
produire une tension électrique variable dans le temps aux bornes de la bobine.
Exemple : alternateur de voiture
3e Chap 1 : Production d'électricité 3/3
Aimant en mouvement
Bobine
Énergie mécanique Alternateur Énergie électrique
Pertes d'énergie thermique
par frottements mécaniques
et effet Joule