3e – 7 – Production d’électricité

7.1. Révisions d’électricité

Le courant électrique est dû au mouvement de porteurs de charge négatives, les électrons, dans des conducteurs de courant électrique. Deux grandeurs caractérisent ce phénomène : l’intensité du courant et sa tension.

Nous pouvons faire un parallèle avec une rivière qui rencontre une cascade : la tension est similaire à la hauteur de la cascade et l’intensité correspond au débit de la rivière.

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Le courant électrique circule dans des circuits schématisé à l’aide de symboles.

Symboles

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Les matériaux constituants un circuit électrique doivent êtres conducteurs du courant électrique (or, cuivre, fer, graphite…). Des matériaux qui ne laissent pas passer le courant électrique sont des matériaux isolants.

Pour que le courant circule dans un circuit électrique, celui-ci doit être fermé.

Circuits en série

Dans un montage en série, les récepteurs sont placées les uns à la suite des autres. Si un récepteur est retiré du circuit, le circuit est ouvert et le courant ne circule plus.

L’intensité est la même en tous points d’un circuit série.

La tension aux bornes du générateur d’un circuit en série est égale à la somme des tensions aux bornes des récepteurs : c’est la loi d’additivité des tensions.

3e circuit serie

Circuits en dérivation

Dans un montage en dérivation (en parallèle),  les bornes de chaque branche du circuit sont reliées par des points appelés nœuds. Si le circuit est ouvert dans une branche, les autres branches fonctionnent toujours.

L’intensité du circuit principal est égale à la somme des intensité dans chaque branche : c’est la loi des nœuds.

La tension est la même dans chaque branche.

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7.2. Production industrielle de courant électrique

La turbine

Ce sont des ailettes qui sont entraînées par de la vapeur sous pression (centrales thermiques ou nucléaires) ou par de l’eau (centrales hydrauliques).

L’alternateur

Il est constitué de deux parties :

  • Le rotor : Est une partie centrale qui tourne. Il est lié à la bobine, il joue le rôle d’un aimant, mais est constitué de bobinages parcourût par un courant continu.
  • Le stator : Est une partie fixe, formée de bobinages aux bornes desquelles apparaît une tension alternative sinusoïdale 10 kV à 24 kV.

3e turbine alternateur

Activité

Expériences :

  • On utilise un alternateur (dynamo de vélo) pour faire fonctionner une lampe.

Un alternateur permet de transformer de l’énergie mécanique en énergie électrique.

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Du producteur au consommateur

Les centres de production de l’électricité étant éloignés des consommateurs, il faut transporter l’électricité.

A la sortie de la centrale, la tension est élevée à une valeur de 400 kV : c’est la très haute tension (THT). Le but est de diminuer les pertes en lignes dues, entre autres, aux échauffements dans les câbles conducteurs. Ces échauffements sont d’autant moins importants que la tension est plus élevée.

Il est important de réduire au maximum les pertes d’énergie lors du transport du courant électrique.

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