Principe de l'alternateur - Maxicours

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Principe de l'alternateur

Objectifs
L'induction électromagnétique est un phénomène physique qui permet de produire de l'électricité à partir d'une source de champ magnétique variable. Ce phénomène est à l'origine de plusieurs applications : l'alternateur, le transformateur, le moteur à courant continu...
1. Induction électromagnétique
Un aimant immobile placé à proximité d'une bobine ne produit aucun effet.

Le déplacement de cet aimant au voisinage de la bobine produit une tension électrique aux bornes de celle-ci.

Remarques : la valeur de la tension produite vaut quelques volts. La bobine n'est parcourue par aucun courant avant l'action du champ magnétique.

Le déplacement de l'aimant, donc de son champ magnétique, induit une tension aux bornes de la bobine. C'est le phénomène d'induction électromagnétique.

Remarque : le signe positif ou négatif de la tension dépend du sens de déplacement de l'aimant.

La rotation d'un aimant droit à proximité d'une bobine produit entre ses bornes une tension alternative. C'est ce dispositif qui est utilisé dans le fonctionnement de l'alternateur.



Doc. 1. Production d'une tension alternative
lors de la rotation d'un aimant au voisinage d'une bobine.


 
 

2. L'alternateur
Un alternateur est un appareil électrique qui produit une tension variable au cours du temps.
a. L'alternateur de bicyclette

Doc. 2. Deux modèles d'alternateur.


Un alternateur de bicyclette est composé :
– d'un aimant cylindrique comportant plusieurs pôles Nord et Sud et pouvant tourner : le rotor ;
– d'une bobine de fil, fixe, enroulée autour de l'aimant : le stator ;
– d'un mécanisme d'entraînement permettant de faire tourner l'aimant dans la bobine.
La rotation de l'aimant fournit un courant électrique variable.
b. L'alternateur industriel
Dans l'alternateur industriel, le rotor est remplacé par un électroaimant.


Doc. 3. Schéma d'un alternateur industriel.
La tension produite par un alternateur industriel est de l'ordre de dizaines de kilovolts (1 kilovolt = 1 000 volts).

 

L'essentiel

Le déplacement d'un champ magnétique à proximité d'un circuit (bobine, spire, ...) crée au sein de celui-ci un courant électrique.

La rotation d'un aimant à proximité d'un circuit crée au sein de celui-ci un courant électrique alternatif.
L'alternateur fonctionne sur ce principe.

Un alternateur est un appareil électrique qui produit une tension variable au cours du temps.
Un alternateur est composé :
– d'une partie fixe, le stator ;
– d'une partie mobile, le rotor ;
– d'un système d'entraînement.
Différentes sortes d'alternateurs existent : dans certains, l'aimant est le rotor et la bobine le stator, dans d'autres, ces rôles sont inversés.

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