Le saviez-vous ?

"De tous les ouvrages construits de main d'homme, les barrages sont les plus meurtriers".
Ces mots sont ceux du constructeur du barrage de Malpasset, l'ingénieur André Coyne alors président de l'Association internationale des grands barrages et spécialiste incontesté de la construction des barrages-voûtes, qui décéda 6 mois après la catastrophe.

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Énergie électrique
L'alternateur Imprimer Envoyer
Écrit par Cameron Charlet   
Samedi, 31 Janvier 2009 18:06

L'énergie électrique résulte de la combinaison de l'énergie mécanique et d'un alternateur. C'est elle que l'on utilise pour alimenter les centrales électriques sur une grande partie du territoire. Cet alternateur est une machine rotative qui convertie l'énergie mécanique fournie par un moteur (turbine, diesel, éolienne...) en énergie électrique à courant alternatif. Quand on compare un moteur et un alternateur, on constate que l'alternateur travaille dans le sens inverse du moteur, au lieu de transformer l'énergie électrique en énergie motrice, il transforme l'énergie motrice, ou mécanique, en énergie électrique. Il est composé de deux parties principales;

 

Le rotor est la partie mobile qui est composée d'éléctro aimants, il est fixé à la turbine qui tourne, et donc, tourne avec elle.

 

Puis le stator qui est la partie fixe de l'alternateur, composé d'un bobinage de fils de cuivre est situé tout autour du rotor, il sert à récupérer l'énergie produite sous forme d'électricité.

 


L'alternateur est une machine synchrone, fonctionnant en génératrice, car le rotor tourne a la même vitesse que le champ électrique du stator. Celui-ci est donc délimité par la vitesse du rotor (et, étant donné qu'il est rattaché à la turbine, par la vitesse de la turbine elle-même). Le rotor détermine donc la vitesse de la fréquence. L'arbre qui relie la turbine et le rotor fera tourner ce dernier afin de former un champ magnétique à l'intérieur de l'alternateur. Ce sera ce champ qui engendrera le déplacement d'électrons, transformé en courant électrique dans le stator.

formule de la fréquence:

f = k.N

f : fréquence en sortie de l'alternateur
k : coefficient dépendant de l'alternateur
N : vitesse de rotation du rotor

 

Lorsque l'on compare un vrai barrage hydroélectrique avec notre maquette de turbine, c'est la dynamo qui prend la place de l'alternateur pour pouvoir transformer l'énergie mécanique, créée par l'eau se heurtant contre la maquette de turbine, en énergie électrique, visible grâce au multimètre, et aussi grâce à l'ampoule qui s'alume.

Mise à jour le Mardi, 24 Février 2009 20:11
 
Étude de la fonction sinusoïdale Imprimer Envoyer
Écrit par Cameron Charlet   
Lundi, 02 Février 2009 12:02

Un courant alternatif (CA ou son égal anglais; AC, pour Alternating Current ) est un courant électrique changeant de sens. Pour être un courant alternatif périodique, il faut qu'il change de sens de manière régulière et périodique.

La mesure du courant alternatif périodique se fait en hertz (Hz), ceci est sa fréquence. C'est en outre, le nombre d' «allers-retours» effectués par le courant électrique en une seconde. Par exemple, un courant alternatif périodique de 50 Hz effectue 50 « allers-retours » par seconde, c'est-à-dire qu'il change 100 fois (50 allers et 50 retours) de sens par seconde. En Europe, la fréquence du courant électrique distribué par les réseaux aux particuliers est généralement de 50 Hz, et en Amérique du Nord, elle est de 60 Hz. Pour les barrages hydroélectriques, il faut utiliser la forme la plus répandue du courant alternatif: le courant sinusoïdal. Ceci facilite grandement la distribution commerciale de l'énergie électrique. Les courants purement alternatifs dont la valeur moyenne est nulle, servent à alimenter les transformateurs sans aucun risque.

Un courant alternatif est un courant périodique de valeur moyenne nulle et sa fréquence se calcule en effectuant le rapport 1/T (T étant la tension)

La courbe représentative du courant alternatif est une courbe sinusoïdale. La tension du courant alternatif, clairement observée dans la vidéo - expérience turbine - alterne entre des valeurs négatives et positives (la somme des doubles est nulle). La courbe représentative ï=f(t) d'un courant sinusoïdal est une sinusoïde d'équation:

 ï = Î × sin ωt

dans laquelle:

La variable est le temps t exprimé en secondes.

Le produit ωt est un angle exprimé en radians; ce produit s'appelle aussi phase à l'instant t.

L'amplitude, ou la "valeur maximale" du courant est appellée  Î.

 ï est la valeur instantanée du courant.

Courbe représentative

 

 

Pulsation (ω):

Soit t la période d'un courant, celle d'un sinus étant de 2π, on doit avoir :  ωt–2π=0

D'où  ω=2π/

 en radians

 ω en radian/seconde

 t  en seconde

Mise à jour le Dimanche, 08 Février 2009 19:32
 
Le transformateur Imprimer Envoyer
Écrit par Cameron Charlet   
Lundi, 02 Février 2009 12:08

Un transformateur peut être considéré comme un outil permettant d'augmenter la tension à la sortie de l'alternateur. Ceci est réalisé afin d'ensuite pouvoir faire circuler l'électricité sur un large réseau permettant de fournir en électricité les compagnies électrique puis les foyers.

L'augmentation de cette tension permet de réduire les pertes en effet l'électricité est souvent acheminée sur des dizaines ou même des centaines de kilomètres. Plusieurs types de transformateurs existent. Certains, plus puissants, sont mieux adaptés à faire circuler de l'électricité sur de grandes distances, tandis que d'autres, moins puissants servent à acheminer l'électricité sur de plus courtes distances. Le transformateur même est constitué de deux parties principales; le circuit magnétique et les enroulements.

Le circuit magnétique se compose de toles de fer empilées les unes sur les autres. Généralement, pour les transformateurs de disribution, les circuits magnétiques sont soumis à un champ magnétique d'une fréquence d'environ 50 voir 60Hz. Pour éviter toutes sortes de pertes, les formes de ces toles sont en "huit".

 

 

 

Ceci amène donc à la deuxième partie principale, les enroulements. Ce sont des fils de cuivres qui s'enroulent autour de ces toles en passant par les trous destinés à cet usage.

 

C'est cette énergie électrique qui termine le parcours allant d'une retenue d'eau à une lampe allumée. Issue directement de l'énergie mécanique, mais indirectement des énergies potentielles et cinétiques, cette énergie électrique est ensuite redirigée via des transformateurs puis de nombreux cables électriques aux compagnies électriques. Pour ne pas sortir du thèmes de notre TPE, nous dirons simplement que c'est ces compagnies, qui ne peuvent "stocker" l'électricité, qui alimenterons nos foyers.

Mise à jour le Mardi, 24 Février 2009 20:09