Electricité

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Production d'une onde sinusoïdale  

 Production d'une onde sinusoïdale

 

L'alternateur est un appareil qui produit un courant électrique alternatif de forme sinusoïdale.

Il est basé sur le principe de l'induction électromagnétique et résulte d'une des applications du champ magnétique.

 

Vous étudierez:

- le fonctionnement d'un alternateur élémentaire;

- le courant alternatif de forme sinusoïdale.

Alternateur élémentaire

Vous savez qu'il y a autour d'un aimant permanent des lignes de champs invisibles qui constituent le flux magnétique.

L'espace qui contient ce flux se nomme champ magnétique.

phénomène induction électromagnétique

Il est important de savoir que le fonctionnement de tout alternateur repose sur le principe d'induction électromagnétique.

La figure 1.5 représente un alternateur élémentaire, constitué :

  • d'un aimant permanent donnant le champ magnétique,
  • d'un conducteur, sous la forme d'un cadre, nommé bobine ou enroulement.

Lorsque la bobine tourne dans le champ magnétique, autour d'un axe concentrique à l'aide d'une source externe de puissance mécanique, une tension est induite dans la bobine.

Il est possible de mesurer cette tension par les extrémités de la bobine.

Figure 1.5    Alternateur élémentaire.

 

Forme d'onde sinusoïdale

Dans un alternateur, la bobine tourne à une vitesse constante formant ainsi un mouvement périodique.

Comme le mouvement de la bobine est périodique, la tension induite le sera également.

Cependant, la valeur de la tension induite n'est pas constante, puisqu'elle est définie en fonction du sinus de l'angle formé par le déplacement de la bobine et les lignes du champ magnétique.

A l'instant où le déplacement de la bobine est perpendiculaire aux lignes de champs, la tension induite dans la bobine est maximale.

Par contre, lorsque le déplacement de la bobine est parallèle aux lignes de champs, la tension induite est nulle (Figure 1.6).

Figure 1.6    Onde sinusoïdale de la tension induite.

Quant à la polarité de la tension induite, elle change à chaque demi-rotation de la bobine. Un demi-tour de la bobine, c'est-à-dire de 0° à 180°, induit une tension positive, appelée alternance positive, tandis que l'autre demi-tour, soit de 180° à 360°, induit une tension négative nommée alternance négative.

La figure 1.6 vous montre un cycle de la tension induite sous forme d'une onde sinusoïdale.

Vous remarquez dans cette figure qu'un tour complet de la bobine dans son champ magnétique, c'est-à-dire de 0° à 360°, correspond à un cycle de tension

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