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Combustion moteur thermique de la chambre
CILCO Otto

Générateur électrique

Générateur électrique

Un générateur électrique est une machine qui transforme l'énergie mécanique en rotation en énergie électrique. En ce sens, il fonctionne dans le sens inverse du fonctionnement d'un moteur électrique.

Un générateur électrique est tout appareil capable de maintenir une différence de potentiel électrique (tension) entre deux points, appelés pôles ou bornes. Les générateurs électriques sont des machines électriques destinées à transformer l'énergie mécanique en électricité. Cette transformation est réalisée par l'action d'un champ magnétique sur les conducteurs électriques disposés en bobines sur un châssis en tôle. Si un mouvement relatif entre les conducteurs et le champ se produit mécaniquement, une force électromotrice est générée, comme l'a découvert le physicien Michael Faraday.

On pourrait également l'appeler une machine génératrice fem (force motrice électrique).

Les générateurs de courant électrique peuvent être de deux types:

  • Générateur électrique DC. Dans le générateur électrique à courant continu, une bobine de fil qui tourne dans un champ magnétique produit un courant qui change de direction à chaque rotation de 180 °.
  • Générateur électrique AC. Ce dernier est généralement appelé alternateur ou générateur synchrone. Les machines synchrones sont directement connectées au réseau et doivent être correctement synchronisées au démarrage9. De plus, elles sont excitées avec un contrôle spécial pour améliorer la stabilité du système d'alimentation.

Tous les générateurs ont besoin d'une machine d'entraînement (moteur) quelconque pour produire la force de rotation, grâce à quoi un conducteur peut couper les lignes de force magnétique et produire une fem (force d'entraînement électrique). La machine la plus simple de moteurs et générateurs est l'alternateur.

Comment fonctionne un générateur électrique?

Tous les générateurs électriques (à l'exception des générateurs électrostatiques) fonctionnent selon le principe de l'induction électrique, où le courant électrique est généré lorsque le conducteur coupe les forces du champ magnétique. Dans les petits générateurs, le champ magnétique est fourni par des aimants permanents. D'un autre côté, les unités plus grandes ont des électroaimants plus communs, qui à leur tour nécessitent une source supplémentaire de courant d'excitation.

Avec les générateurs AC modernes, le courant d'excitation fournit une source externe distincte (générateur DC ou redresseur), et dans le cas des générateurs DC, le circuit d'excitation peut également être connecté à l'enroulement de l'inductance (c.-à-d. , l'enroulement de l'inducteur de tension).

Du fait que le courant d'excitation est bien inférieur au courant dans l'inductance, le circuit d'excitation est généralement monté sur le rotor du générateur, car les bagues collectrices ne sont pas adaptées pour conduire un courant important. Au contraire, dans le cas d'un générateur de courant continu, où l'interrupteur monté sur le rotor assure la conversion du courant alternatif en courant continu, la bobine d'excitation est montée sur le stator et l'inductance sur le rotor.

En général, le fonctionnement des générateurs est exactement l'opposé des moteurs électriques.

Types de générateurs électriques

Il existe différentes façons de classer les générateurs électriques en fonction des critères qui sont suivis. L'une des façons de classer les différents types de générateur est de le faire en fonction de l'endroit où apparaît l'énergie primaire.

  • Générateurs électrochimiques Telles que les batteries, car elles convertissent l'énergie de certaines réactions chimiques en électricité. Un générateur électrochimique est un type de générateur électrique qui convertit directement l'énergie chimique stockée dans des substances chimiques en un courant électrique, par une réaction chimique, sans passer par d'autres types d'énergie tels que l' énergie thermique, mécanique ou magnétique.
  • Générateurs électriques mécaniques Les éoliennes et les centrales hydroélectriques comprennent des alternateurs, anciennement des dynamos qui transforment l'énergie mécanique en énergie électrique. Ils sont basés sur le phénomène d'induction électromagnétique.
  • Générateurs électriques photovoltaïques. Ces types de générateurs électriques sont ceux utilisés dans l'énergie solaire photovoltaïque pour produire de l'électricité. Grâce à l'effet photovoltaïque, les panneaux photovoltaïques génèrent de l'électricité à partir du rayonnement solaire.

    Histoire des générateurs électriques

    Tout d'abord, il n'y avait que des systèmes de batteries pour fournir la consommation d'électricité, jusqu'à ce qu'en 1831 le physicien Michael Faraday publie ses travaux sur l'induction électromagnétique, puis le physicien Franz Ernst Neumann l'achève en 1841, ce qui aboutit à la fabrication de dynamos , qui fournissent du courant continu. Mais le courant continu ne pouvait pas être distribué sur de grandes distances, et avec l'invention de l'alternateur et du transformateur, cela était possible.

    Ces premières machines électriques ont été déplacées par des moteurs à vapeur, puis des moteurs à combustion interne, des turbines hydrauliques et des éoliennes ont été utilisés.

    Il convient également de noter l'élan que les dispositifs photovoltaïques formés par les semi-conducteurs connaissent aujourd'hui.

    La première utilisation industrielle d'alternateurs L'alternateur Alliance, développé par Floris Nollet (Bruxelles) en 1849, a été le premier générateur utilisé dans l'industrie. L'utilisation prévue des machines était de démonter l'eau électrochimiquement pour obtenir un gaz lumineux pour l'éclairage. En fait, la plupart des machines sans interrupteurs en phares anglais et français étaient utilisées pour faire fonctionner des lampes à arc. Ces derniers n'étaient hors service qu'au début du XXe siècle.

    Auteur :

    Date de publication : 17 novembre 2016
    Dernier examen : 26 février 2020