Energie et conversions d`énergie

Chapitre 6
Energie et conversions d’énergie
I) NOTIONS GENERALES
Les différentes formes d’énergie :
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Energie électrique (liée aux courants et tensions)
Energie lumineuse
Energie mécanique (liée à un mouvement ou à l’altitude)
Energie thermique (liée à la chaleur)
Energie chimique (libérée lors d’une transformation chimique)
Brainstorming autours de l’énergie :
A propos de l’énergie électrique :
L’homme est un grand consommateur d’énergie électrique. C’est pour cela que la production
d’énergie électrique est devenue primordiale. L’énergie électrique à en effet le gros avantage
d’être facile à acheminer jusqu’au consommateur. Cette énergie est ensuite convertie par nos
appareils domestiques (lampe, four, mixeur, …) pour répondre à nos besoins.
De nos jours, on cherche à produire cette énergie électrique en polluant le moins possible ce
qui amène à penser aux énergies renouvelables. Car même si les centrales nucléaires ne polluent
pas directement, elles produisent beaucoup de déchets dangereux qu’il faut ensuite stocker.
Voyons quelques dispositifs réalisant des conversions énergétiques :
II) DIAGRAMMES ENERGETIQUES DE DIFFERENTS DISPOSITIFS
1. L’éolienne
Diagramme énergétique (animation sur l’éolienne)
Energie Mécanique (vent) Energie mécanique de rotation (rapide)
Energie mécanique de rotation Multiplicateur Pertes par frottements Pertes par frottements Energie électrique Alternateur Pertes par effet Joule Transformateur Energie électrique adaptée pour être transportée (haute tension qui diminue l’effet Joule) Principe :
• Sous l’effet du vent, les pales de l’éolienne tournent et entrainent
l’axe de l’hélice dans un mouvement de rotation.
• Le mouvement de rotation est accéléré par le multiplicateur.
• L’énergie mécanique de rotation est transformée par l’alternateur en
énergie électrique.
• L’énergie électrique est transférée à un transformateur qui l’adapte
pour qu’elle puisse être transportée jusqu’au consommateur.
Remarque : Il existe aussi des hydroliennes qui utilisent les courants marins pour créer de
l’énergie électrique (le principe est identique à celui de l’éolienne)
2. La centrale hydraulique
Principe :
• L’eau du barrage passe par la conduite
forcée et entraine la turbine (mouvement de
rotation).
• La turbine entraine l’alternateur qui produit
de l’énergie électrique.
• Le transformateur adapte l’énergie
électrique pour qu’elle puisse être transportée en
minimisant les pertes.
Diagramme énergétique :
Energie mécanique (barrage) Energie mécanique (altitude) Conduite forcée Energie mécanique (mouvement) Energie mécanique (rotation) Turbine Pertes par frottements Energie électrique adaptée pour être transportée (haute tension qui diminue l’effet Joule) Pertes par effet Joule Alternateur Energie électrique Transformateur III) Principe de l’alternateur
Comme nous l’avons vu, chaque centrale utilise directement ou après conversion une forme
d’énergie mécanique. Le dispositif turbine/alternateur/transformateur est présent dans chaque
centrale de production d’énergie électrique et permet alors de convertir cette énergie mécanique
en énergie électrique. L’élément réalisant cette conversion étant l’alternateur, nous allons
expliquer son principe.