3^ème Chapitre 6 :Production du courant Thème 3

I -Principe

I.1 -Influence d’un aimant sur une bobine

L’oscilloscope permet de visualiser des tensions.

On le relie à une bobine et on déplace un aimant devant la bobine

Observation : Lors du déplacement de l’aimant, une tension apparaît.

Conclusion
Le mouvement d’un aimant proche d’une bobine produit une tension.
Si le mouvement de l’aimant est une rotation, la tension produite est régulière et alternativement positive et négative. Elle est de forme sinusoïdale.

I.2 -L’alternateur

Activité 1

1. L’alternateur est formé d’un galet, d’un aimant et d’une bobine.

2. Le stator est la partie fixe et il est formé par la bobine et le rotor est la partie mobile formée par le galet et l’aimant.

3. L’énergie mécanique provient du cycliste. S’il s’arrête, il n’y a plus d’éclairage.

Activité 2

1. Le galet est remplacé par une turbine

2. Le mouvement est assuré par le mouvement de l’eau liquide ou de l’air.

Résumé :
L’alternateur est formé d’un aimant qui tourne dans une bobine, il transforme l’énergie mécanique en énergie électrique

II -Les différents types de centrales

II.1 - Les centrales hydrauliques

La centrale hydraulique fonctionne avec l’énergie de l’eau en mouvement.

(énergie mécanique)

Exemples : Barrage, moulin à eau, usine marémotrice et hydrolienne.

II.2 - Les centrales thermiques

Le combustible fournit de l’énergie thermique qui est utilisée pour avoir de l’énergie mécanique avec la vapeur d’eau qui est ensuite transformée en énergie électrique par l’alternateur.

Exemples : Centrale à charbon, à pétrole, à gaz ou centrale nucléaire..

III -Les sources d’énergies renouvelables

Peu à peu les sources d’énergies fossiles et d’uranium s’amenuisent. Les énergies renouvelables sont de plus en plus nécessaires (en plus du besoin écologique).

Les sources d’énergies renouvelables sont :

IV -Représentation d’une tension alternative

On utilise un GBF (générateur de basses fréquences) pour obtenir une tension qui évolue au cours du temps

La tension est alternative, car elle a successivement des valeurs positives et négatives.

La tension est périodique, car au cours du temps, l’évolution des valeurs se répète selon un motif constant.

La période est une grandeur qui est la durée du motif élémentaire qui se répète dans un signal. Elle est désignée par la lettre T et son unité internationale est la seconde.

Exemple TP : T=120 s

V -La fréquence

La période est une grandeur peu utilisée en électronique, car elles sont très souvent très petites. On utilise la fréquence :

La fréquence d’un signal périodique est une grandeur qui est le nombre de période par seconde. Son unité internationale est le Hertz

Exemples :

VI -Mesure de tensions et de périodes à l’oscilloscope.

L’oscilloscope permet de visualiser un signal électrique et de mesurer les tensions et la période qui le caractérise.

Pour mesurer la tension U, on utilise la mesure du nombre de division à l’écran et le calibre vertical

Pour mesurer la période T, on utilise la mesure du nombre de division à l’écran et le calibre horizontal.

Application :

VII -La tension efficace.

La tension mesurée avec un voltmètre en alternatif, n'est ni la valeur maximale, ni la valeur moyenne, on parle de tension efficace U_eff.

Exemples :

On remarque que le rapport U_max/U_eff est une constante donc ces tensions sont proportionnelles et le facteur de proportionnalité est

Exercice 5p289, 9p290 , 17p292.

Oscillogramme 1 : Signal sinusoïdal

Oscillogramme 2 : Signal continue

Oscillogramme 3 : Signal carré

Oscillogramme 4 : Signal triangulaire