Obtenir un courant électrique alternatif

Le courant alternatif, au sens traditionnel, est le courant obtenu à partir d'une tension alternative à variation harmonique (sinusoïdale). La tension alternative est générée dans la centrale électrique et est constamment présente dans chaque prise murale.

Le courant alternatif est également utilisé pour transmettre l'électricité sur de longues distances car la tension alternative est facilement augmentée. à l'aide d'un transformateur, et ainsi l'énergie électrique peut être transportée à distance avec des pertes minimales puis ramenée à l'aide d'un transformateur à une valeur acceptable pour un réseau domestique.

Une tension alternative (et donc du courant) est générée dans la centrale électriqueoù les entraînements à courant alternatif des générateurs industriels sont entraînés par des turbines entraînées par de la vapeur à haute pression. La vapeur est produite à partir d'eau fortement chauffée par la chaleur générée par une réaction nucléaire ou par la combustion de combustibles fossiles, selon le type de centrale. Dans tous les cas, la rotation de l'alternateur est à l'origine de la formation de tension et de courant alternatifs.

Pour répondre à la question de savoir comment le générateur est formé courant alternatif, il suffit de considérer un modèle élémentaire constitué d'un morceau de fil et d'un aimant, rappelant à la fois Force de Lorentz et loi de l'induction électromagnétique... Disons qu'il y a un fil de 10 cm de long posé sur la table, et dans notre main il y a un puissant aimant en néodyme, dont la taille est légèrement plus petite que le fil. Nous attachons un galvanomètre sensible ou un voltmètre à cadran aux extrémités du fil.

Nous amenons l'aimant avec l'un des pôles près du fil, à une distance inférieure à 1 cm, et tirons rapidement l'aimant sur le fil à travers celui-ci de gauche à droite - nous croiserons le fil avec le champ magnétique de l'aimant . L'aiguille du galvanomètre va soudainement dévier dans une certaine direction, puis revenir à sa position d'origine.

Tournez l'aimant avec l'autre pôle vers le fil. Et encore une fois, en déplaçant la main de gauche à droite, traversez rapidement le fil expérimental avec un champ magnétique. L'aiguille du galvanomètre a basculé brusquement dans l'autre sens, puis est revenue à sa position d'origine. Au lieu d'inverser l'aimant, vous pouvez d'abord vous déplacer de gauche à droite, puis de droite à gauche, l'effet de changer la direction du courant généré sera le même.

L'expérience a montré que pour obtenir une tension alternative, il faut soit déplacer l'aimant à travers le fil vers la droite et la gauche, soit croiser le fil avec des pôles magnétiques alternés. Dans le générateur dans la centrale électrique (et dans tous les alternateurs traditionnels) la deuxième option s'applique.

Le principe de fonctionnement du générateur - obtenir une force électromotrice alternative (tension)

Tension sinusoïdale alternative

Un alternateur dans une centrale électrique se compose d'un rotor et d'un stator.L'énergie mécanique de la turbine en rotation est transmise au rotor. Le champ magnétique du rotor est concentré sur ses parties polaires et est créé soit par des aimants permanents qui lui sont fixés, soit par un courant à tension constante circulant dans l'enroulement en cuivre du rotor.

Normalement, l'enroulement du stator est constitué de trois enroulements séparés disposés les uns par rapport aux autres, ce qui entraîne une tension et un courant alternatifs dans chacun des trois enroulements.Ainsi, chacun des trois enroulements du stator est une source de tension alternative, et les valeurs instantanées des tensions sont décalées en phase les unes par rapport aux autres de 120 degrés. C'est ce qu'on appelle le courant alternatif triphasé.

Obtention de la tension et du courant alternatifs triphasés

Le rotor d'un générateur à deux pôles magnétiques, tournant à 3000 tr/min, donne 50 passages de chaque phase de l'enroulement du stator par seconde. Et comme il existe un point zéro entre les pôles magnétiques, c'est-à-dire l'endroit où l'induction du champ magnétique est nulle, alors à chaque rotation complète du rotor, la tension induite dans la bobine passe par zéro, puis change de polarité. En conséquence, la tension de sortie a forme sinusoïdale et fréquence 50 Hz.

Lorsqu'une source de tension alternative est connectée à une charge, un courant alternatif est produit dans le circuit. La tension et le courant maximal admissible du stator sont d'autant plus élevés que le champ magnétique du rotor est fort, c'est-à-dire plus le courant circulant dans les enroulements du rotor est important. Dans les générateurs synchrones à excitation externe, la tension et le courant dans les enroulements du rotor sont créés par un système d'excitation à thyristors ou un excitateur - un petit générateur sur l'arbre du générateur principal.

Voir également:

Principales caractéristiques (paramètres) du courant alternatif

Génération et transmission de courant électrique alternatif

Types de centrales électriques

Comment fonctionnent les générateurs DC et AC ?