la dynamo

LA DYNAMO
Définition

Une dynamo (ou générateur électrique)
est un appareillage qui convertit l'énergie
du mouvement en un courant électrique..
Le Principe

Le concept fut inventé par Michael Faraday (1791-1867).
Fils d'un pauvre forgeron, Faraday était apprenti chez un
relieur. Il acquit la plupart de ses connaissances grâce
aux livres destinés à la reliure. Il devint l'un des grands
savants anglais. Faraday découvrit qu'en déplaçant un
aimant près d'un circuit électrique fermé, ou en
changeant le champ magnétique qui passait à travers,
un courant électrique pouvait être "induit" à circuler
au travers de ce circuit . Cette"induction
électromagnétique" reste le principe physique qui régit
les générateurs électriques, les transformateurs et
beaucoup d'autres appareils électriques.
Disque dynamo de
Faraday

Faraday montra qu'une autre manière d'induire du courant était de
déplacer le conducteur électrique pendant que la source
magnétique restait fixe. Ce fut le principe de son disque dynamo,
qui était fait d'un disque conducteur tournant dans un champ
magnétique (voir dessin), entraîné par une courroie et une poulie à
gauche. Le circuit électrique était ensuite refermé par des contacts
fixes (balais) frottant le disque sur sa jante et sur son axe (voir sur le
dessin à la diapositive suivante). Ce n'est pas une conception très
pratique d'une dynamo (à moins que l'on cherche à générer de
grands courants à basse tension) mais à l'échelle des phénomènes
de l'univers, la plupart des courants sont, semble-t-il, produit par des
mouvements de ce type.
Disque dynamo de
Faraday
L'expérience du pont de
Waterloo

Le conducteur d'électricité en déplacement de Faraday était un
solide (c’est à dire un disque de cuivre), mais un fluide qui circule
peut aussi créer de tels courants. Faraday était conscient de la
possibilité de tels "dynamos fluides". Selon ce principe, il essaya
donc de mesurer le courant électrique généré par l'écoulement de
l'eau de la Tamise au travers du champ magnétique terrestre . Il
tendit un câble à travers le pont de Waterloo (voir dessin), plongea
ses extrémités dans le fleuve et essaya de mesurer le courant
électrique induit (ligne incurvée de petites flèches sur le dessin). De
petits voltages imputables à des processus chimiques
l'empêchèrent d'observer l'effet recherché, mais l'idée y était.
L'expérience du pont de
Waterloo
Champ magnétique et
courant électrique

Dans la dynamo de Faraday, le disque a besoin
d'un champ magnétique en vue de produire un
courant électrique. Est-il possible que le courant
qui est généré produise aussi le champ
magnétique dont a besoin le processus de
dynamo? En résumé, ce fut le mécanisme
proposé par Larmor pour rendre compte des
phénomènes électromagnétiques dans les
taches solaires .
Champ magnétique et
courant électrique

A première vue cela ressemble au
problème bien connu de l'oeuf ou de la
poule. De même manière ici, pour produire
un courant électrique, un champ
magnétique est nécessaire, et pour
produire un champ magnétique, on a
besoin d'un courant électrique.
Champ magnétique et
courant électrique

Qui commença d'abord? En fait, de faibles champs
magnétiques sont toujours présents et s'amplifieront
progressivement par le processus dynamo, ceci n'est
donc pas un obstacle.
On peut, par exemple, relier deux dynamos de
Faraday, chacune fournissant le courant nécessaire
pour créer le champ magnétique de l'autre. Elles
pourraient, en principe, former d'une façon plausible une
dynamo auto excitée, puisant son énergie d'une force
quelconque qui aurait fait tourner les
disques. Cependant, la question de savoir si une
dynamo fluide pourrait imiter ce type de fonctionnement
par exemple: des tourbillons d'écoulement fluide dans un
réservoir de mercure liquide est une question bien plus
difficile et prit des années à être résolue.