Générateur électrique

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Ne doit pas être confondu avec Groupe électrogène.
Un générateur General Electric

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 :

Générateur idéal de tension

Symbole d'un générateur idéal de tension dans un circuit

Le générateur idéal 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 idéal 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[1] ;
    • 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 idéal de courant

Symbole d'un générateur idéal de courant dans un circuit

Pour le générateur idéal de courant, le courant produit est constant, quelle que soit la tension demandée et la charge à alimenter. 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 car, par définition, il faudrait que les deux générateurs délivrent la même intensité pour être dits « en série ».

  • Les générateurs réels peuvent être simplement modélisés par l'association d'un générateur idéal de courant et d'une résistance branchée en parallèle. Un tel modèle s'appelle modèle de Norton.
  • Un dipôle inductif est un générateur de courant au sens transitoire qui s'oppose à toute variation de l'intensité du courant qui le traverse. Lors de l'ouverture d'un circuit comportant un dipôle inductif traversé par un courant non nul une haute tension peut apparaitre pouvant générer un arc électrique au niveau de l’interrupteur (cet arc peut être atténué par un condensateur), comme cela se passe au niveau du rupteur dans les anciens circuits d'allumage des automobiles à essence.
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