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Les génératrices à courant continu sont surtout utilisées dans les installations isolées comme excitatrices de moteurs dans :

• les automobiles ;
• les avions ;
• les sous-marins ;
• les trains.

Cette étude porte sur les caractéristiques de quatre types de génératrice à courant continu :

• les génératrices à excitation indépendante ;
• les génératrices à excitation en dérivation ;
• les génératrices à excitation en série ;
• les génératrices à excitation composée.

Dans une génératrice, le flux magnétique est créé par le passage d'un courant d'excitation (i_exc) dans les bobines de l'inducteur.

Lorsque ce courant est fourni par une source indépendante de la génératrice, on dit que cette génératrice est à excitation indépendante ou à excitation séparée.

Le courant induit (I_a) est alors égal au courant (I) fourni par la génératrice. De plus, la tension qui est aux bornes de l'inducteur (U_exc) est généralement différente de la tension (U) présente aux bornes de la génératrice.

La figure suivante vous montre le schéma d'une génératrice à excitation indépendante. Les lettres A1 et A2 désignent l'induit, tandis que les lettres F1 et F2 représentent l'inducteur créant le champ.

Schéma d'une génératrice à excitation indépendante :

Ce type d'excitation est utilisé dans les génératrices à basse tension (4 à 24 V), dans les génératrices de tension élevée (supérieure à 600 V) et dans les machines de grande puissance où il faut régler la tension dans de larges limites.

Caractéristique externe :

La génératrice est une machine qui fournit de l'énergie électrique sous forme de courant et de tension à un circuit extérieur.

La caractéristique la plus importante est donc celle indiquant la tension (U) aux bornes de la génératrice en fonction du courant (I) fourni au circuit extérieur. Cette caractéristique est appelée caractéristique externe.

La figure suivante vous montre le schéma permettant de relever la caractéristique externe d'une génératrice à excitation indépendante.

Schéma de branchement d'une génératrice à excitation indépendante :

La figure suivante représente la courbe de la caractéristique externe de la génératrice à excitation indépendante. Vous remarquerez que la tension U aux bornes de la génératrice diminue lorsque le courant de charge I fourni augmente. Cette chute de tension est due :

- d'une part à la résistance totale d'induit R qui provoque une chute de tension lorsqu'elle est traversée par un courant (loi d'ohm) ;

- d'autre part à des phénomènes magnétiques (déformation des lignes de champ, saturation du circuit magnétique), d'où le nom de réaction magnétique de l'induit, plus communément appelée réaction d'induit.

 Caractéristique externe d'une génératrice à excitation indépendante :