Contenu
- Utilisations d'un générateur de courant alternatif
- Les transformateurs réduisent les pertes de transmission
- Les alternateurs générant du courant continu sont appelés dynamos
- Les dangers des générateurs de courant alternatif
Lorsqu'on se familiarise avec l'électricité et son fonctionnement, la plupart des gens apprennent que le courant électrique passe d'un pôle négatif à un pôle positif. C’est vrai, cependant, seulement pour l’électricité à courant continu (CC), et le courant continu n’est qu’une des deux possibilités. AC (courant alternatif) est l'autre.
Au lieu de voyager d'un pôle à l'autre, le courant alternatif oscille entre une paire de bornes - le chaud et le neutre - en changeant de direction avec une fréquence caractéristique du générateur qui le produit.
Les générateurs de courant alternatif fonctionnent à cause de l'induction électromagnétique, un champ électrique changeant produisant un champ magnétique, et inversement. Dans un générateur de courant alternatif, également appelé alternateur, un rotor en rotation génère du courant dans une bobine et le sens du courant s'inverse à chaque demi-tour du rotor. L'une des principales utilisations d'un générateur de courant alternatif est de produire de l'électricité pour une consommation de masse.
L’un des principaux avantages d’un alternateur est qu’il fonctionne avec un appareil appelé transformateur, ce qui peut à la fois augmenter et diminuer la tension. C’est la raison pour laquelle les générateurs de courant alternatif alimentent l’essentiel du réseau électrique mondial, du moins pour le moment.
Utilisations d'un générateur de courant alternatif
Le principe derrière un générateur de courant alternatif est simple. Une source d'énergie externe, telle que l'eau en mouvement ou la vapeur produite par la combustion de combustibles fossiles ou une fission nucléaire contrôlée, fait tourner un rotor et la rotation génère un courant alternatif dans un enroulement de bobine. L’électricité est pratiquement prête à être utilisée dès que vous connectez la bobine à une charge.
Les petits groupes électrogènes à essence peuvent fournir suffisamment d’énergie pour faire fonctionner des appareils ménagers, et les grandes turbines hydroélectriques, à charbon et nucléaires peuvent alimenter des villes entières. En ce qui concerne la production d’électricité à grande échelle, la production d’alimentation en courant alternatif a un net avantage sur le courant continu.
Les transformateurs réduisent les pertes de transmission
En utilisant un transformateur, vous pouvez augmenter la tension du courant alternatif à plusieurs milliers de volts, rendant ainsi possible le transport sur de longues distances le long des lignes électriques. Au moment de l’utilisation, vous utilisez un autre transformateur pour réduire la tension à un niveau utilisable. Les transformateurs ne fonctionnent qu'avec du courant alternatif, car ils reposent également sur l'induction électromagnétique.
Sans augmentation de la tension, une perte de puissance due à la résistance électrique et à une fuite magnétique rendraient la transmission de puissance sur de longues distances impossible. Si les générateurs à courant continu alimentaient le réseau électrique, il faudrait qu'il y ait plus de centrales, et chaque centrale ne pourrait approvisionner qu'une zone limitée. Le paysage serait parsemé de mini-centrales électriques au lieu des grandes centrales centralisées existantes.
Les alternateurs générant du courant continu sont appelés dynamos
Il est possible de générer du courant alternatif avec un alternateur en fixant un commutateur au rotor, ce qui empêche le courant de changer de direction lorsque le rotor tourne. Cela transforme l'alternateur en un dynamo, et l’un des avantages de la dynamo est que vous pouvez l’utiliser pour charger une batterie.
L’augmentation de l’efficacité est l’un des principaux avantages d’un alternateur par rapport à une dynamo. Par conséquent, les dynamos sont généralement utilisées à l’inverse comme moteurs de jouets et d’outils électriques alimentés par batterie et non pour charger des batteries dans des automobiles.
Les dangers des générateurs de courant alternatif
Générer du courant alternatif avec un alternateur n’est en soi pas plus dangereux que d’utiliser une batterie, mais lorsque la tension d’un générateur alternatif à grande échelle atteint plusieurs milliers de volts, elle devient extrêmement dangereuse. Thomas Edison a rendu ce point célèbre en faisant électrocuter des animaux errants afin de convaincre les investisseurs de soutenir le développement du courant continu. Les générateurs de courant alternatif et les transformateurs doivent être fortement isolés pour les rendre sûrs.
Le flux d'électricité à travers les bobines du générateur et du transformateur produit une chaleur résistive, ce qui crée un autre problème. Si la chaleur devient extrême lors, par exemple, d'une surtension accidentelle, un bobinage de transformateur ou de générateur peut brûler ou devenir suffisamment chaud pour endommager l'isolation électrique ou déclencher un incendie. Ce type d'accident se produit de temps en temps et constitue une cause potentielle d'incendies de forêt.