Chapitre 5 Produire de l`électricité

Chapitre 5
Produire de l'électricité
I/ Différents moyens de produire du courant
Coller la correction du DM
II/ Principe de l'alternateur
1/ La découverte de Faraday
Après avoir découvert les
travaux de Oersted, Faraday
en ce début du 19em siècle ,
décrit les relations entre le
courant électrique et le
magnétisme.
Comment peut-on produire
du courant électrique avec
un aimant ?
Faraday déplace un
aimant dans une bobine .
Une bobine est
constituée d'un long fil
de cuivre isolé de
l'extérieur par une gaine.
Ce fil est enroulé autour
d'un support.
Reproduisons son
expérience
On branche aux bornes d'une bobine ayant
600 enroulements ( 600 spires ) , un
détecteur de tension : un voltmètre à zéro
central.
Si on bouge l'aimant devant la bobine, on
constate que l'aiguille du voltmètre bouge
aussi : une tension est produite aux bornes
de la bobine . Un courant électrique apparaît.
Si on approche le pôle nord de l'aimant de la
bobine, l'aiguille dévie vers la droite .
On définira arbitrairement cette déviation
comme la mesure d'une tension de signe
positif.
Approchons maintenant le pôle sud de cet aimant :
L'aiguille dévie vers la gauche.
La tension détectée est négative
Éloignons maintenant le pôle nord de l'aimant.
L'aiguille dévie à gauche .
La tension est négative.
Éloignons , pour finir, le pôle sud de l'aimant.
L'aiguille dévie à droite.
La tension produite est positive .
Nous pourrions refaire ces 4 expériences avec
l'autre coté ( face ) de la bobine : les signes seraient
alors inversés.
Bilan
Le signe de la tension produite dépend :
- Des pôles de l’aimant
- De l’approche ou de l’éloignement de l’aimant
par rapport à la bobine
- Des faces de la bobine
2/ faisons tourner l'aimant devant la bobine
L'aiguille a un mouvement de va et vient autour
du zéro central :
les signes de la tension alternent au cours du
temps : +, - , + , - , + , - …..
A retenir
Un alternateur se compose d’une bobine et d’un
aimant.
La rotation de l’aimant devant la bobine crée
tension variable au cours du temps ( tension
alternative) aux bornes de la bobine.
III/ l'alternateur de bicyclette
1/ Ces différentes parties
La bobine et les lames sont fixes : cela constitue
le stator
L’aimant multipolaire l’axe et le galet sont
mobiles : ils constituent le rotor
2/ Faisons tourner l’alternateur de bicyclette
Si on fait tourner doucement l’alternateur, on sait
que la tension produite est successivement
positive puis négative.
Si on tourne plus vite, on peut produire une
tension d’une valeur suffisante permettant
d’allumer une lampe.
L’énergie mécanique ( énergie cinétique liée à la
vitesse de rotation du galet et de l’aimant ) est
transformée en énergie électrique.
Si l'alternateur tourne depuis un moment, on
constate qu'il s'échauffe. Une partie de l'énergie
cinétique est transformée en chaleur.
A retenir
L’énergie mécanique ( énergie cinétique) reçue
par l’alternateur est convertie en énergie
électrique . Une partie de cette énergie est perdue
en énergie thermique .
IV / D’autres alternateurs
Ils fonctionnent de la même façon que
l’alternateur de bicyclette .
Cependant, l’aimant est très souvent remplacé
par des bobines fixes, qui, parcourues par un
courant , se comportent comme un aimant.
Alternateur d'une
voiture
Centre de production nucléaire
et électrique de Gravelines