Activité 1 - Fonctionnement d`un alternateur
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Activité 1 - Fonctionnement d’un alternateur 1.1 Constitution d’un alternateur Galet (disque de roulement) Aimant Enroulement de fil de cuivre Un alternateur est constitué d’un aimant (rotor) qui tourne à l’intérieur (ou proche) d’une bobine de cuivre (stator). Définition : On appelle bobine un enroulement de fil de cuivre (ou de tout autre conducteur électrique). Remarque : Dans un alternateur de centrale électrique, le galet est remplacé par une turbine. 1.2 Déplacement d’un aimant au voisinage d’une bobine Que se passe-t-il lorsque l’aimant est immobile ? Que vaut la tension aux bornes de la bobine ? La lampe ne brille pas et la tension aux bornes de la bobine est nulle. Que se passe-t-il lorsqu’on déplace l’aimant proche de la bobine ? Lorsqu’on déplace l’aimant, la lampe s’allume par moment et une tension apparaît aux bornes de la bobine. Cette tension est-elle toujours la même au cours du temps ? Cette tension varie au cours du temps. Remarque : Une tension négative signifie que le courant circule dans le sens inverse du branchement du voltmètre. Conclusion : On obtient une tension électrique en déplaçant un aimant au voisinage d’une bobine. Cette tension n’est pas continue, mais variable au cours du temps. (Elle change.) 1.3 Déplacement de l’aimant dans l’alternateur Comment un alternateur produit-t-il constamment une tension électrique ? Que peut-on dire de cette tension ? Un alternateur produit une tension variable dans le temps grâce à la rotation de l’aimant près de la bobine. 1.4 Alimentation d’une lampe avec un alternateur Pour alimenter un dipôle, l’alternateur doit être branché comme un générateur dont les deux bornes sont les deux bornes de la bobine. La lampe brille mais pas constamment car Alternateur la tension est variable. Activité 2 - Bilans énergétiques 2.1 Bilan de l’alternateur Alors sous quelle forme l’énergie arrive-t-elle à l’alternateur ? Rotation = énergie mécanique. Et sous quelle forme repart-elle ? On veut de l’électricité, donc électrique. L’énergie mécanique (de rotation de l’aimant) reçue par l’alternateur est convertie en énergie électrique (tension variable). turbine Energie mécanique 2.2 Bilan des centrales électriques a) Centrale éolienne Energie mécanique vent turbine b) Centrale hydroélectrique Energie Courant mécanique d’eau c) Centrale thermique Energie thermique Combustion de fossile alternateur Energie électrique Réseau électrique Energie Thermique (chaleur) Pertes d’énergie Energie mécanique alternateur Energie nucléaire Energie électrique Réseau électrique Energie Thermique (chaleur) Pertes d’énergie turbine Energie mécanique alternateur Energie électrique Réseau électrique Energie Thermique (chaleur) Pertes d’énergie Chaudière Energie mécanique turbine Energie mécanique Energie Thermique (chaleur) Pertes d’énergie d) Centrale nucléaire Energie thermique Réacteur nucléaire Frottements, pertes magnétiques… C’est de l’énergie qu’on ne peut pas récupérer… Chaudière Energie mécanique Energie Thermique (chaleur) Pertes d’énergie alternateur Energie électrique Réseau électrique Energie Thermique (chaleur) Pertes d’énergie turbine Energie mécanique alternateur Energie électrique Réseau électrique Energie Thermique (chaleur) Pertes d’énergie
