Générateur électrique :

cette article est conçut pour le générateur électrique  _sa modélisation  _ses types comme habitude on vas commencer par définir ce qui est un générateur électrique :

Un générateur électrique est un dispositif permettant de produire de l'énergie électrique à partir d'une autre forme d'énergie. Par opposition, un appareil qui consomme de l'énergie électrique s'appelle un récepteur électrique.

• Modélisation:

Un générateur réel peut se modéliser de deux manières différentes :

• un générateur de tension avec une résistance en série.
• un générateur de courant avec une résistance montée en parallèle.

    =>>générateur de tension:

Le générateur de tension est un modèle théorique. C'est un dipôle capable d'imposer une tension constante quelle que soit la charge reliée à ses bornes. Il est également appelé source de tension.

• En circuit ouvert, la tension qui existe à ses bornes lorsqu'il ne débite aucun courant est la tension à vide. Le générateur de tension est donc un dipôle virtuel dont la tension à ses bornes est toujours égale à la tension à vide quelle que soit la valeur du courant débité.

• Le générateur de tension est obligatoirement un modèle théorique. En effet, en court-circuit, il devrait délivrer un courant infini et donc fournir une puissance également infinie.

• Un grand nombre de générateurs peuvent être modélisés par l'association d'un générateur de tension et d'une résistance en série qui provoque une chute de tension aux bornes de l'ensemble lorsque le courant débité augmente. Un tel modèle s'appelle modèle de Thévenin d'un générateur réel.

• Il est impossible de placer en parallèle deux générateurs de tension de valeurs différentes, c'est pourquoi :
• il est fortement déconseillé de mettre en parallèle une pile usagée et une pile neuve. Les tensions imposées étant différentes, la pile neuve débitera à travers la pile usagée jusqu'au moment où les deux piles seront déchargées.

• un conducteur parfait de résistance nulle peut être modélisé par un générateur de tension nulle. Court-circuiter un dipôle par un conducteur parfait revient à imposer à ses bornes une tension nulle. C'est pourquoi il ne faut jamais court-circuiter un générateur de tension : cela revient à imposer simultanément deux tensions différentes.

• Un condensateur est un générateur de tension au sens transitoire : il interdit toute discontinuité de la tension à ses bornes.
• Lorsqu'on court-circuite un condensateur, le transitoire de courant peut être très violent.

• Lorsqu'un condensateur initialement déchargé est relié en parallèle avec le secteur, la tension de ce dernier est quelconque au moment de la connexion. Il est donc possible qu'elle soit très différente de zéro. Le transitoire de courant est alors très violent et peut produire une étincelle au niveau de l'interrupteur. Ce phénomène est parfois constaté lorsqu'on relie une alimentation à découpage au secteur d'alimentation.

   =>>générateur de courant:

Pour le générateur de courant parfait, c'est le courant qui est constant, quelle que soit la tension demandée. C'est également un modèle théorique car l'ouverture d'un circuit comportant un générateur de courant non nul devrait conduire à fournir une puissance infinie. Il est impossible de placer en série deux générateurs de courant de valeurs différentes.

• Les générateurs réels peuvent être simplement modélisés par l'association d'un générateur de courant et d'une résistance branchée en parallèle. Un tel modèle s'appelle modèle de Norton d'un générateur réel.

• Un dipôle inductif est un générateur de courant au sens transitoire : il s'oppose à toute variation de l'intensité du courant qui le traverse. 

• Machine tournante : 

La très grande majorité des générateurs électriques sont des machines tournantes, c'est-à-dire des systèmes ayant une partie fixe, et une partie mobile tournant dans (ou autour) de la partie fixe. Cependant, la variété de machines tournantes créées au cours des siècles implique des différences importantes dans les différentes technologies et techniques utilisées pour générer le courant, d'une part, et dans les systèmes . éventuellement nécessaires pour leur bon fonctionnement.

   => générateur électrostatique: 

Le générateur électrostatique n'est pas à proprement parler une machine tournante, mais il fait appel à la rotation d'un disque frottant sur les balais. Ce concept est à l'origine de la conception des machines tournantes proprement dites.

La machine électrostatique est ainsi nommée parce qu'elle fait appel aux lois de l'électrostatique à la différence des machines dites électromagnétiques. Bien que des moteurs électrostatiques aient été imaginés , ils n'ont pas eu de succès (mais les nanotechnologies pourraient proposer de tels « nano-moteurs » électrostatiques) ;

 en revanche, en tant que générateurs de très haute tension, les machines électrostatiques connaissent leur principale application dans le domaine des accélérateurs d'ions ou d'électrons. Elles transforment l'énergie mécanique en énergie électrique dont les caractéristiques sont la très haute tension continue et le micro-ampérage. La puissance des machines du 18^e siècle et du 19^e siècle était en effet infime (quelques watts) et les frottements mécaniques ne leur laissaient qu'un très mauvais rendement. La raison en est que la densité maximale d'énergie du champ électrique dans l'air est très faible. Les machines électrostatiques ne peuvent être utilisables (de manière industrielle) que si elles fonctionnent dans un milieu où la densité d'énergie du champ électrique est assez élevée, c'est-à-dire pratiquement dans un gaz comprimé, qui est généralement l'hydrogène ou l'hexafluorure de soufre (SF₆), sous des pressions comprises entre 10 et 30 atmosphères.

                                                       Machine de Wimshurst 

   => Dynamo:

Une génératrice de courant continu appelée populairement dynamo est comme beaucoup de générateurs électriques une machine tournante. Elle fut inventée par Zénobe Gramme.

Ce type de génératrice étant réversible, elle devient facilement un moteur électrique, ce qui implique que lors de son arrêt la dynamo doit être déconnectée de sa charge si celle-ci peut lui fournir un courant en retour : batterie d'accumulateurs, autre dynamo.

Cette dernière caractéristique a été utilisée dans les petites automobiles des années 1970, un système de relais connecte la batterie pour fournir un courant à la dynastar (générateur)  qui démarre le moteur à combustion interne et passe automatiquement en dynamo lorsque celui-ci atteint un certain régime.

=>Alternateur :

La découverte en 1831 par Faraday des phénomènes d'induction électromagnétique lui permet d'envisager de produire des tensions et des courants électriques alternatifs à l'aide d'aimants.  sur les indications d'Ampère, construit la même année une première machine qui sera perfectionnée ensuite (1833 - 1834) par Sexton et Clarke. Un alternateur est une machine rotative qui convertit l'énergie mécanique fournie au rotor en énergie électrique à courant alternatif.

Plus de 95 % de l’énergie électrique est produite par des alternateurs : machines électromécaniques fournissant des tensions alternatives de fréquence proportionnelle à leur vitesse de rotation. Ces machines sont moins coûteuses et ont un meilleur rendement que les dynamos, machines qui délivrent des tensions continues (rendement de l'ordre de 95 % au lieu de 85 %).

   -- sont principe:

Cette machine est constituée d'un rotor (partie tournante) et d'un stator (partie fixe).

• Le rotor est l'inducteur.
  • Il peut être constitué d'un aimant permanent , dans ce cas la tension délivrée par la machine n'est pas réglable et sa valeur efficace et sa fréquence varient avec la vitesse de rotation.
  • Plus couramment un électroaimant assure l'induction. Ce bobinage est alimenté en courant continu, soit à l'aide d'un collecteur à bague rotatif  amenant une source extérieure, soit par un excitateur à diodes tournantes et sans balais. 
• Le stator est l'induit. Il est constitué d'enroulements qui vont être le siège de courant électrique alternatif induit par la variation du flux du champ magnétique due au mouvement relatif de l'inducteur par rapport à l'induit.

=> Génératrice asynchrone :

Les machines asynchrones en fonctionnement hypersynchrone (fréquence de rotation supérieure à la fréquence de synchronisme) fournissent également de l'énergie au réseau alternatif auquel elles sont connectées. Elles ont le désavantage de ne pas pouvoir réguler la tension à la différence des machines synchrones qui peuvent assurer la stabilité des réseaux électriques. Cependant elles sont de plus en plus utilisées en génératrices de petites et moyennes puissances comme les éoliennes et les micro-barrages grâce au progrès récent de l'électronique de puissance. 

• Générateur non tournant:

=>générateur électrochimique : 

gLes accumulateurs électrochimiques sont des générateurs de tension continue, rechargeables, utilisés dans les applications électrotechniques et électroniques portatives.

 =>générateur photovoltaïque: 

Les panneaux solaires utilisent l'énergie solaire pour générer de l'électricité. Ils sont souvent adossés à des onduleurs solaires.

 =>générateur utilisant la radio-activité:

Le générateur thermoélectrique à radio-isotope utilise la chaleur dégagée par la radioactivité d'un isotope pour la transformer en électricité. Ce type de générateur est principalement utilisé pour des applications spatiales (satellite par exemple).