Caractéristique de la tension produite par un alternateur : tension alternative périodique
3ème · Physique-Chimie 3ème
À retenir
• La tension délivrée par un alternateur en rotation continue présente trois caractéristiques fondamentales : 1. Elle est VARIABLE : sa valeur numérique ne reste pas constante, elle varie continuellement au cours du temps. 2. Elle est ALTERNATIVE : elle prend alternativement des valeurs positives (U > 0) et des valeurs négatives (U < 0) ; pour un alternateur, ces valeurs sont symétriques par rapport à zéro. 3. Elle est PÉRIODIQUE : elle est constituée de la répétition d'un même motif élémentaire identique à intervalles de temps rigoureusement réguliers. • Contrairement à une pile dont les bornes sont marquées définitivement + et -, les bornes d'un alternateur changent de polarité à chaque demi-tour d'un rotor à un seul aimant (un pôle Nord, un pôle Sud).
Le cours
Caractéristique de la tension produite par un alternateur : tension alternative périodique • La tension délivrée par un alternateur en rotation continue présente trois caractéristiques fondamentales : 1. Elle est VARIABLE : sa valeur numérique ne reste pas constante, elle varie continuellement au cours du temps. 2. Elle est ALTERNATIVE : elle prend alternativement des valeurs positives (U > 0) et des valeurs négatives (U Lien entre la rotation du rotor et le motif • Pour un rotor à un seul aimant, un tour complet produit un motif complet : la bobine voit passer successivement le pôle Nord puis le pôle Sud, d'où une alternance positive puis une alternance négative. • Si le rotor tourne plus vite, chaque motif dure moins longtemps (les motifs se resserrent sur le graphique) et la tension atteinte est plus grande, car le mouvement relatif est plus rapide. • Mini-exemple : un rotor qui fait 10 tours par seconde produit 10 motifs complets par seconde ; chaque motif dure donc 1/10 s = 0,1 s. Astuce et méthode clé Pour prouver qu'une tension est alternative périodique, vérifie 2 conditions graphiques : 1) La courbe coupe l'axe zéro et passe au-dessus puis en dessous ; 2) Un même dessin (motif) se répète sans cesse. Piège classique à éviter Ne confonds pas « variable » et « alternative » : une tension qui varie entre +2 V et +6 V est variable, mais elle n'est PAS alternative puisqu'elle ne devient jamais négative.
Dans ce chapitre
- Sources d'énergie renouvelables et non renouvelables de 5ème
- Tension électrique continue fournie par les piles de 4ème
- La puissance électrique et ses unités de 3ème
- Découverte de l'induction électromagnétique : aimant en mouvement et bobine de cuivre
- Constitution fondamentale d'un alternateur : rotor (aimant) et stator (bobine fixe)
- Caractéristique de la tension produite par un alternateur : tension alternative périodique
- Représentation temporelle d'une tension alternative sinusoïdale sur un oscilloscope
- Période T d'une tension alternative : définition, mesure sur graphique et unité seconde (s)
- Fréquence f d'un signal périodique : relation f = 1 / T et unité le Hertz (Hz)
- Tension maximale Umax et tension efficace Ueff d'une tension sinusoïdale
- Caractéristiques de la tension du secteur en France (230 V efficaces, 50 Hz)
- Chaînes énergétiques des centrales électriques : thermique, nucléaire, hydraulique, éolienne
- Rendement d'une chaîne énergétique et pertes inévitables sous forme thermique
- Bilan : Synthèse et méthode sur la production d'électricité et les tensions alternatives