Génerateurs électriques

Introduction définition? générateur – un dispositif qui convertit énergie mécanique, chimique ou énergie du rayonnement en énergie électrique; il fournit énergie électrique au reste du circuit diférentes sortes: accumulateur, pile - convertit énergie chimique en énergie électrique génératrice, dynamo - convertit énergie mécanique en énergie électrique photopile - convertit énergie du rayonnement en énergie électrique

Accumulateur, pile il convertit énergie chimique en énergie électrique ce processus peut être irreversible (piles) ou reversible (accumulateur) accumulateur peut se charger (il se comporte comme un récepteur actif) ou se décharger (il se comporte comme un générateur) applications? pour alimenter des petites appareils portables (portable, …), pour assurer énergie él. dans une voiture, …

Génératrice elle convertit énergie mécanique en énergie électrique comment? utilise le phénomène de l‘induction électromagnétique si un aimant bouge à proximité d‘une bobine, une tension él. apararaît au bornes de la bobine EXP: visualisation de la tension aux bornes d‘une géneratrice on constate que la tension est alternative bobine=rotor; aimant=stator; balais touchent les bornes de la bobine et peuvent être branchés au circuit extérier applications? dans les centrales électriques; centrales mobiles

Dynamo fournit une tension unipolaire EXP: visualisation de la tension fournie différence entre une génératrice et un dynamo? bobine et aimant sont identiques; dynamo a encore un commutateur commutateur-une lame circulaire divisé par deux petites isolants en deux demi-cercles conducteur; chaque demi-cercle est fixé a une bornes de la bobine les balais touchent le commutateur-une balais touche toujours la partie positive et l‘autre la partie négative du commutateur applications? pour charger les accumulateurs dans les voitures, waggons etc; dans les centrales électriques; centrales mobiles

Photopiles =cellule photovoltaïque il convertit énergie du rayonnement en énergie électrique le rendement ~ 10% EXP: comportement d‘une photopile en pleine lumière est dans l‘ombre application pratique? panneau solaire = plusieures photopiles branchées en série pour alimenter les dispositifs de petite puissance (calculatrices etc.); centrales él.

Bilan énergetique W = Wél + QJ W … énergie totale convertie (mécanique, chimique); W=EIDt E … force électromotrice du générateur Wél = U.I.Dt ; U … tension aux bornes du générateur QJ = rI2Dt ; r … résistance interne EIDt = U.I.Dt + rI2Dt

Caractéristique I-U EIDt = U.I.Dt + rI2Dt on divise par Dt … EI = U.I + rI2 puissances: P = Pél + PJ ; P … puissance totale convertie on divise encore par I: E = U + rI soit U = E – rI => loi d‘Ohm pour un générateur

Graphique

Que peut-on déduire du graphique? U = E - rI coefficient directeur de la droite est la valeur négative de la résistance interne la tension la plus grande est la force électromotrice (la tension dans un circuit ouvert; correspond à l‘intensité 0) la droite coupe l‘abscisse à une valeur Icc (l‘intensité en court-circuit – correspond à la tension 0) dans ce cas-là l‘intensité dans le circuit est limité seulement par la résistance interne du générateur

Rendement il est défini à la même façon que pour les récepteurs h = WU /Wtot … = Wél / Wtot = U.I.Dt / EIDt = U/E car U diminue avec I, le rendement diminue aussi avec I