Générateur électrique et puissance électromotrice

Les générateurs électriques sont des appareils qui convertissent énergiemécanique, chimie ou même. solaire dans énergieélectrique. L'énergie produite par les générateurs peut être utilisée pour alimenter des circuits électriques. Voir ci-dessous quelques exemples de générateurs :

→ Piles

→ Piles

→ Groupes électrogènes diesel

→ Centrales hydroélectriques

→ Installations solaires (plaques photovoltaïques)

→ Centrales éoliennes

→ Centrales nucléaires

Le phénomène utilisé par certains des générateurs ci-dessus pour transformer l'énergie mécanique en énergie électrique est appelé induction électromagnétique.Ce processus consiste à changer le flux de champ magnétique sur une boucle conductrice, favorisant ainsi l'émergence d'un courant électrique alternatif.

Voir aussi: La découverte de l'induction électromagnétique

À assiettesphotovoltaïque, à leur tour, sont capables de transformer l'énergie présente dans le ondes électromagnétiques en électricité par le effet photoélectrique.

force électromotrice

LES

forceélectromoteur (FEM) correspond à l'ensemble du potentiel électrique pouvant être produit par un générateur. Lorsqu'il est connecté à un circuit, une partie de l'énergie générée est dissipé sous forme de chaleur due à la formation d'un courant électrique à l'intérieur. Ce phénomène, appelé effet joule, cela arrive parce que les générateurs ont un certain résistance interne, par conséquent, il n'y a pas de générateur parfait.

La force électromotrice peut également être comprise comme la quantité d'énergie potentielle électrique que les générateurs fournissent à chaque unité de charge électrique :

On peut calculer la force électromotrice produite par un générateur en utilisant l'équation suivante :

ET – force électromotrice [V]
U – tension électrique utilisable [V]
r_je– résistance interne du générateur [Ω]
je – courant électrique [A]

L'équation ci-dessus suggère qu'une partie de la énergie produite par un générateur (ET) é utilisé pour appeler appareils électroniques (U), et une autre partie est dissipé(r_je.je). Grâce à l'équation de la force électromotrice, il est possible de déduire la équation caractéristique des générateurs, qui nous offre la tension utilisable(Tu_U) par un circuit alimenté par un vrai générateur :

Carte mentale: générateurs

*Pour télécharger la carte mentale, Cliquez ici!

Représentation du générateur dans le circuit

Les générateurs sont généralement représentés dans des circuits, dont le schéma est présenté ci-dessous :

Dans les générateurs, le courant électrique (au sens conventionnel) doit toujours découler du plus petit à plus grospotentielélectrique, démontré par barpeu (-) et pour grande barre (+), respectivement. Cette représentation indique que le courant électrique gagne de l'énergie lors de son passage dans le générateur. La résistance r_je montré dans le circuit est le résistance interne du générateur.

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Courbe caractéristique des générateurs

La courbe caractéristique des générateurs est une droitvers le bas au premierquadrant de platcartésien. Représente la chute de tension à l'intérieur du générateur et peut être compris comme suit :

1. Si le courant formé par le générateur est nul (je = 0), alors aucune énergie ne sera dissipée. Par conséquent, toute la tension produite sera la force électromotrice elle-même (U = E).

2. Si le générateur est court-circuité, connecté directement aux bornes positive et négative par un fil sans résistance, le courant maximum possible sera produit. Si ce générateur est branché sur un circuit et produit un tel courant, sa résistance interne consommera toute l'énergie produite. De cette façon, le potentiel établi par le générateur sera nul (U = 0). Regarder:
   

ET – force électromotrice [V]
r_je– résistance interne du générateur [Ω]
je_cc – courant électrique de court-circuit [A]

Grâce à la 1ère loi d'Ohm, on peut utiliser les informations contenues dans la courbe caractéristique des générateurs pour calculer leur résistance interne. Regarder:

Voir aussi: La loi d'Ohm

Énergie électrique dans les générateurs

L'énergie électrique est une quantité scalaire mesurée, généralement en watts (ou en unités dérivées). Représente le taux de variation de l'énergie électrique en fonction du temps. Dans les générateurs, il existe trois types d'énergie électrique :

• Puissance électrique totale: correspond à toute la puissance électrique produite par les générateurs. Elle est donnée par l'équation :
  

• Puissance électrique utilisable: puissance électrique disponible pour le circuit électrique. Il peut être calculé à l'aide de l'équation suivante :
  

• Puissance électrique dissipée : puissance électrique consommée par effet Joule due au passage du courant électrique à travers la résistance interne des générateurs.
  

  

Par conséquent, le bilan énergétique dans les générateurs peut être synthétisé par les équations suivantes :

Revenu du producteur

Le revenu des producteurs est un grandeurla physiqueadimensionnelle qui indique le capacité du générateur en transformant une certaine forme d'énergie dans électricité. Le revenu des producteurs est donné par le raison entre le potentielélectriqueutile et le vôtre forceélectromoteur:

Par moi Rafael Helerbrock

Souhaitez-vous référencer ce texte dans un travail scolaire ou académique? Voir:

HELERBROCK, Rafael. « Générateurs électriques et puissance électromotrice »; École du Brésil. Disponible en: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/geradores-eletricos-forca-eletromotriz.htm. Consulté le 27 juin 2021.