Comment fonctionne un générateur ?

Il y a beaucoup de confusion quant au fonctionnement des générateurs. Certaines personnes pourraient y voir la création d’électricité à partir de rien, mais ce n’est pas le cas. En réalité, tout se résume aux moteurs, aux fils et au magnétisme.

Comment fonctionne un générateur ?

Un générateur électrique fonctionne en convertissant l’énergie mécanique en énergie électrique. Il fonctionne selon le principe de l’induction électromagnétique, qui est la création d’un courant électrique en déplaçant un fil à côté d’un aimant. Le scientifique Michael Faraday a découvert ce phénomène en 1831 lorsque, après avoir déplacé un aimant à travers une boucle de fil, il a remarqué qu’un courant électrique commençait dans le fil.

Pour que l’induction produise une quantité pratique d’électricité, cependant, vous avez besoin d’une force forte et constante déplaçant le fil assez rapidement. C’est là que l’énergie mécanique entre en jeu.

Nous pouvons voir l’énergie mécanique créer de l’électricité sur un parc éolien ou un barrage hydroélectrique, auquel cas le vent et l’eau fournissent respectivement la force mécanique nécessaire pour générer un courant électrique significatif. Dans les applications solaires , l’énergie des rayons du soleil est convertie en électricité.

Dans un générateur à essence, un moteur à combustion interne fournit la force mécanique nécessaire pour générer un courant. Le moteur fait tourner un arbre qui fait tourner un électroaimant (armature). L’armature rotative tourne à l’intérieur d’un champ magnétique stationnaire (stator) pour produire du courant électrique à travers le câblage en cuivre. Essentiellement, le moteur entraîne un arbre rotatif qui fait tourner l’armature et produit de l’électricité – tout comme les lampes de poche à manivelle, sauf à une échelle beaucoup plus grande.

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Parties d’un générateur

Voici les différentes parties d’un générateur et comment elles fonctionnent ensemble pour produire de l’électricité.

• Cadre  – Protège les pièces électriques et mobiles. Garde la saleté et l’humidité à l’extérieur. 
• Arbre rotatif  – Se connecte au moteur du moteur ou aux hélices des générateurs éoliens/hydrauliques et fait tourner l’armature à l’intérieur du stator.
• Stator – Un champ magnétique stationnaire avec de grands enroulements de cuivre.
• Armature  – Crée une induction électromagnétique en tournant à l’intérieur du stator de magnétisme opposé.
• Roulements  – Réduit la friction causée par la rotation.  
• Enroulements de champ  – Une bobine qui crée un champ magnétique à travers lequel le courant circule. 
• Commutateur  – Un conducteur à travers lequel l’électricité s’accumule.
• Assemblage de la brosse  – Frotte contre le commutateur qui envoie le courant électrique. 
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Alternateur vs Générateur

Vous vous demandez peut-être quelle est la différence entre un alternateur et un générateur. Bien que de conception et de principe similaires, il existe quelques différences : 

1. La différence la plus significative est dans la conception. Alors que les générateurs présentent un champ stationnaire dans lequel l’armature tourne pour produire une induction électromagnétique, tout le champ magnétique d’un alternateur tourne avec ses conducteurs restant stationnaires. 
   
2. Les générateurs sont capables à la fois d’alimentation en courant alternatif et en courant continu. Les alternateurs sont généralement conçus pour les applications A/C (courant alternatif), d’où le nom « alternateur ». 
   
3. Les différences de conception inhérentes permettent aux générateurs de produire d’immenses quantités de puissance par kilowatt et sont donc beaucoup plus substantielles. De même, les alternateurs ont tendance à être plus économiques, utilisent moins de pièces et sont utilisés dans des applications à faible charge comme les automobiles. 

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