1L/ES Thème : Le défi énergétique
Activité.2 : Production de l’énergie électrique
I. Principe de l’alternateur :
Lorsqu’un aimant tourne devant l’une des faces d’une bobine,
une tension variable et périodique est créée aux bornes de la
bobine.
La période des variations de la tension induite est d’autant plus
grande que l’aimant tourne plus ………..
Ce dispositif modélise un alternateur.
Un alternateur est constitué de deux bobinages : le stator qui
est …….. et le rotor qui peut …….. autour d’un axe fixe.
La rotation du rotor, qui joue le rôle de l’aimant, fait apparaître
une tension ………….… aux bornes du bobinage du stator.
Un alternateur transforme l’énergie mécanique de rotation
en énergie ………………...
La génératrice de bicyclette est en fait un petit alternateur très simple.
• 1. Galet d'entraînement.
2. Carcasse métallique de la génératrice.
3. Rotor (aimant permanent), élément tournant.
4. Stator (bobine et lames métalliques) d'entraînement, élément fixe.
Les alternateurs industriels fonctionnent selon un principe très proche.
Seules leurs masses et leurs dimensions les distinguent de cette génératrice.
Un alternateur n'est pas une dynamo, une dynamo produit une tension continue
alors qu'un alternateur produit une tension alternative.
Une génératrice de bicyclette est donc un alternateur bien qu'on lui donne à tort le nom de
dynamo.
Les alternateurs sont couplés à la turbine dans les centrales thermiques (à flamme ou nucléaire) et dans les centrales
hydrauliques. Dans le cas d'une éolienne, l'hélice entraîne l'alternateur par l'intermédiaire d'un système d'engrenages
(système de transmission).
Une turbine est essentiellement une roue destinée à transformer le mouvement d'un corps fluide (eau ou gaz) en un
mouvement de rotation. Les centrales électriques utilisent principalement deux types de turbines couplées à un alternateur :
les turbines à eau et à vapeur.
Les turbines à eau
Dans le cas le plus simple (turbine type Pelton, schéma ci-contre),
une turbine à eau est une roue à aubes enfermée dans un carter métallique.
L'eau arrivant sur ses aubes provoque un mouvement de rotation rapide.
La turbine entraîne alors l'alternateur auquel elle est couplée.
Les turbines à vapeur
Une turbine à vapeur est constituée d'un grand nombre de roues (une centaine pour un modèle de puissance) portant des
ailettes. La vapeur sous pression traverse d'abord les roues de petit diamètre avant d'atteindre les roues de plus grand
diamètre. La turbine tourne alors en entraînant l'alternateur qui lui est couplé
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