Fonctionnement d'un alternateur

[Francis7]

Bonjour à tous,
Je cherche à comprendre comment un alternateur fonctionne et surtout combien de "quantité d'électricité" il produit en fonction de la vitesse de rotation. Je sais que le mot n'est pas correct mais dans un cas concret: un alternateur de 12v à 14v à "intensité de charge"(?) de 90A. Si je prend cet alternateur, que je fixe une manivelle et que je le tourne à la main à une vitesse de rotation de 1 tour/seconde, il ne va pas sortir une tension de 12v à 90A c'est incohérent. Si vous pouvez m'expliquer merci bien
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[penthode]

si tu tournes à la main , tu ne vas pas produire d'énergie ! ou si peu


12v @ 90A , ça fait un kilowatt à la louche

puissance que ne peut fournir le corps humain , même avec du pot-belge

[Francis7]

Je me doute bien que si je tourne à la main la quantité d'énergie sera complètement ridicule. Mais je voudrais savoir l'énergie qui sera produite. En watt ? Il y a une formule pour la calculer ?

[trebor]

Bonsoir,

L'alternateur transforme une énergie mécanique (force de rotation) en énergie électrique.

Si l'énergie mécanique est faible, la production d'énergie électrique sera faible également.

Arrivé à une certaine vitesse de rotation, les bobines de cuivre du stator sont saturées, elles ne peuvent pas produire plus d'énergie électrique.

L'échauffement du bobinage provoque une perte d'énergie, donc le rendement d'un alternateur ne sera jamais de 100%.

[A voir en vidéo sur Futura]

[penthode]

difficile à prévoir , car le générateur ne sera pas dans son domaine de fonctionnement

on admet , qu'à la force du bras , un humain sans entrainement peut développer 50 watts pendant un petit moment....

ce fut utilisé par les mirlitaires pour les radios en 1944

un autre exemple


la radio et sa gégène

[Francis7]

50 W d'énergie mécanique c'est peut-être pas énorme mais ça semble bien suffisant pour produire de l'électricité. Et c'est ça la question: la tension et l'intensité seront de combien ?

[antek]

En watt ? Il y a une formule pour la calculer ?

Une puissance en watts, oui.
Tu as la doc de l'alternateur ? Parce que sinon il faut démonter . . .

[gienas]

Bonsoir Francis7 et tout le groupe

... Je cherche à comprendre comment un alternateur fonctionne et surtout combien de "quantité d'électricité" il produit en fonction de la vitesse de rotation ...

Avant de parler de la bête, il faudrait avoir la datasheet de cette dernière, car les "chiffres" que tu avances sont peut-être farfelus.

Déjà, pour simplifier au maximum et avoir une idée de comment ça se passe, tu peux penser à la dynamo de vélo, qui n'est pas une dynamo mais bel et bien un alternateur. Si elle porte à tort le nom de dynamo, c'est qu'elle l'a été, à l'origine des vélos, et elle a été transformée en alternateur plus facile à construire au milieu du vingtième siècle.

L'alternateur, le vrai, délivre une tension alternative, généralement une sinusoïde, dont la fréquence dépend de sa vitesse de rotation.

... un alternateur de 12v à 14v à "intensité de charge"(?) de 90A ...

J'ignore si tu emploies le terme de charge à dessein, mais il a un double sens.

Dans le cas d'un alternateur, la charge va désigner l'élément que l'on va brancher à ses bornes, et qui va consommer la puissance délivrée par cet alternateur.

S'il y a bien 12V à ses bornes et que le courant débité dans la charge est bien de 90A, cela signifie que l'alternateur délivre 12*90=1090VA ce qui fait plus de 1 kW.

Cela signifie aussi que ce kilowatt est fourni, avec majoration du rendement ... par la "source mécanique" qui entraîne l'alternateur.

... Si je prend cet alternateur, que je fixe une manivelle et que je le tourne à la main à une vitesse de rotation de 1 tour/seconde, il ne va pas sortir une tension de 12v à 90A c'est incohérent ...

Oui, c'est incohérent. Je vois mal ta manivelle fournir 1,2kW, mais à un tour par seconde, tu ne vas délivrer que du 1Hz, et je serais très surpris que ton alternateur puisse te fournir, en crête les (90*1,414) que cela doit représenter.

L'alternateur est conçu pour une certaine vitesse de rotation qui doit être atteinte pour que sa puissance nominale soit fournie.

Peux-tu nous expliquer le pourquoi de ta question?


Edit: grillé sur toute la ligne par une rédaction bien trop longue.

[Francis7]

A la base la question m'était venu quand j'ai vu le système de propulsion utilisé par la plupart des trains diesel. Un moteur tourne et délivre une puissance mécanique qu'il transmet à un générateur électrique. Et je me suis demandé comment la transmission d'énergie se faisait ou s'il y a des pertes d'énergie.

[penthode]

dans toute transformation d'énergie , il y a des pertes....

c'est un principe incontournable de physique

[penthode]

50 W d'énergie mécanique c'est peut-être pas énorme mais ça semble bien suffisant pour produire de l'électricité. Et c'est ça la question: la tension et l'intensité seront de combien ?

P = U x I

donc tu choisis U ou I , et tu obtiens I ou U pour P donné

c'est de la physique du lycée

[Francis7]

Je sais qu'il y a dans la physique partout et quasiment toujours des pertes. Mais dans le cas où je fais tourner une manivelle à une puissance mécanique d'environs 50W, la tension et l'intensité seront de combien ? Théoriquement la puissance mécanique de 50w se transmet presque entièrement ?

[penthode]

lis ma réponse #11 , tout y est

exemple si U = 12 volts

I = 50/12 = 4,5 ampéres à la louche

nonobstant que le générateur soit dans son domaine de fonctionnement

[trebor]

Je sais qu'il y a dans la physique partout et quasiment toujours des pertes. Mais dans le cas où je fais tourner une manivelle à une puissance mécanique d'environs 50W, la tension et l'intensité seront de combien ? Théoriquement la puissance mécanique de 50w se transmet presque entièrement ?

Jamais à 100%, car il y a l'échauffement, les frottements et les pertes magnétiques,...rien ne se crée tout se transforme mais jamais à 100% dans le transfère d'énergie.

[Francis7]

Donc la tension est toujours 12v si j'ai bien compris.

[penthode]

j'aurais pu prendre 22,43 volts ,

tout dépend du générateur , de sa vitesse , de l'âge du capitaine.

ta question étant vague , les réponse ne peuvent être qu'approximatives

[Francis7]

Mais pour l'alternateur qui dans l'exemple est très courant dans l'automobile. La tension de 12v est atteinte dès que l'axe tourne ? Ou c'est autant variable que l'intensité ?

[penthode]

dans le cas d'un alternateur , le couple tension/courant est lié.

parler de tension à vide n'a aucun sens.

la machine est optimisée pour fournir une certaine puissance à un certain régime.

environ 3000 à 10 000 tours/mn, soit deux à trois fois la vitesse du moteur

[trebor]

Mais pour l'alternateur qui dans l'exemple est très courant dans l'automobile. La tension de 12v est atteinte dès que l'axe tourne ? Ou c'est autant variable que l'intensité ?

A faible vitesse, la tension sera faible (quasi nul) si c'est très faible ainsi que le courant en ampère débité.

A vitesse élevée, un régulateur de tension limite le courant dans le bobinage (réduction du champ magnétique) du rotor afin de limiter la tension à maximum 14,5 volts à la sortie du stator.

Pour le courant débité, il est fonction du bobinage (sa section) du stator ainsi que de la vitesse de rotation du rotor et du champ magnétique produit par le rotor.

[Francis7]

Donc c'est assez compliqué de pouvoir faire le calcul. Dans ton exemple t'as simplement estimé que la tension était fixe c'est pour ça que je pose cette question.

Le sujet n'a pas de but dans ce cas là mais on pourrait imaginer un vélo sur lequel le pédalier alimente un alternateur qui à son tour alimente un moteur qui fait avancer le vélo

[penthode]

ce qui est un non-sens :

perte due au générateur

perte due au moteur

trimballer le poids du tout.....

autant garder la chaine et le dérailleur

[trebor]

Donc c'est assez compliqué de pouvoir faire le calcul. Dans ton exemple t'as simplement estimé que la tension était fixe c'est pour ça que je pose cette question.

Le sujet n'a pas de but dans ce cas là mais on pourrait imaginer un vélo sur lequel le pédalier alimente un alternateur qui à son tour alimente un moteur qui fait avancer le vélo

Aucun intérêt car la puissance fournie par tes jambes ne seront pas complètement convertie en électricité et cette électricité non convertie complètement par le moteur en énergie mécanique, car il y a des pertes partout là ou il y a transfère d'énergie.
https://www.google.com/search?client...m+en+v%C3%A9lo

L'effort sera moindre en pédalant directement pour envoyer l'énergie de tes jambes dans la roue arrière.

[Francis7]

Donc il y a bien des pertes considérables dans le transfert d'énergie. Et même si le cycliste déploie le maximum pendant quelque secondes (900w) l'énergie n'est pas bien transmise ?

[trebor]

Donc il y a bien des pertes considérables dans le transfert d'énergie. Et même si le cycliste déploie le maximum pendant quelque secondes (900w) l'énergie n'est pas bien transmise ?

Non pas considérable, mais elle existe et c'est cela qui ne permet pas de créer le mouvement perpétuel (un alternateur qui alimente un moteur), ce serait trop beau pour être vrai.

Donc attention à certain lien sur internet qui se disent produire de l'énergie avec des aimants sur les pales d'un petit ventilateur ou autres arnaques de ce genre.

[Francis7]

J'imagine des exemples qui ne sont pas concrets. Je ne connais pas de moteur de 12v qui puisse générer une grosse puissance.

[Francis7]

Par contre je voudrais bien savoir ce que veut dire "mouvement perpétuel".

[penthode]

http://bfy.tw/MtWi

[XK150]

J'imagine des exemples qui ne sont pas concrets. Je ne connais pas de moteur de 12v qui puisse générer une grosse puissance.

Les démarreurs autos ou poids lourds ( souvent en 24 V ) , c'est déjà pas mal comme puissance ...

[XK150]

Par contre je voudrais bien savoir ce que veut dire "mouvement perpétuel".

Ce que vous préconisez : le moteur qui entraîne la génératrice qui entraîne le moteur qui entraîne la génératrice …
Il y en a des milliers sur You tube ….

[f6bes]

50 W d'énergie mécanique c'est peut-être pas énorme mais ça semble bien suffisant pour produire de l'électricité. Et c'est ça la question: la tension et l'intensité seront de combien ?

Bjr à toi,
Si tu tournes à "vide" SANS consommation la tension sera bien de 12v...mais l'intensité sera..NULLE.
Le débit (intensité) n'est le fait de ce que consomme le " récepteur".
Si le récepteur ne consomme QUE..2 A , alors ton générateur ne fournira QUE...2 A.
Si tu "consommes" 50 watts sous 12v cela fait une intensité de:
I (intensité)=P (puissance)/U (tension)...=50/12=..environ 4 A
Bon WE