Principe de fonctionnement d'un alternateur
L'alternateur exploite le principe d'induction magnétique découvert par Faraday en 1821. Ce phénomène se produit lorsqu'un champ magnétique variable induit une tension électrique dans une bobine. Dans un alternateur, le mouvement d'un aimant (rotor) près d'une bobine fixe (stator) génère ce courant.
Le schéma d'un alternateur montre la conversion énergétique: une turbine (alimentée par vapeur, eau ou vent) fournit l'énergie mécanique au rotor, puis l'interaction entre le rotor et le stator produit l'énergie électrique. Dans une voiture, c'est le moteur qui fait tourner l'alternateur via une courroie.
Le rendement d'un alternateur se calcule par la formule: rendement = puissance fournie ÷ puissance consommée. Les alternateurs industriels ont un rendement remarquablement élevé, proche de 100%. Les frottements mécaniques sont le principal facteur qui influence négativement ce rendement, transformant une partie de l'énergie mécanique en chaleur.
💡 Astuce d'étude: Pour comprendre le fonctionnement d'un alternateur triphasé, imaginez trois bobines disposées à 120° l'une de l'autre autour du rotor, produisant trois courants alternatifs décalés dans le temps.
La puissance d'un alternateur s'exprime en watts et représente l'énergie convertie par unité de temps (1W = 1J.s⁻¹). Dans les exercices de calcul du rendement de l'alternateur d'une éolienne, vous devrez comparer cette puissance électrique fournie à la puissance mécanique du vent captée par les pales.