Science et technologie s1553

La fonction d'alimentation

La fonction d'alimentation est la fonction assurée par toute composante capable de générer ou de fournir un courant électrique afin d'assurer le fonctionnement d'un objet.

Un circuit électrique comporte nécessairement une source d'alimentation qui fournit l'énergie nécessaire à la circulation du courant dans les fils et les composantes du circuit. En effet, toute source de courant permet de fournir l'énergie nécessaire au déplacement des électrons dans un conducteur électrique. Il existe deux types de sources d'alimentation: celles fournissant un courant continu et celles fournissant un courant alternatif.

  • Un courant continu (CC ou DC) est un déplacement unidirectionnel des électrons dans le circuit, c'est-à-dire toujours de la borne positive vers la borne négative de la source d'alimentation. Les sources de courant continu sont les piles, les batteries et les génératrices à courant continu (comme les dynamos). Le courant continu est principalement utilisé dans les objets techniques portatifs ainsi que dans les appareils ne pouvant pas être reliés à un réseau de distribution.
  • Un courant alternatif (CA ou AC) est un déplacement bidirectionnel des électrons dans le circuit, c'est-à-dire que le courant change périodiquement de sens. Les électrons effectuent donc un mouvement de va-et-vient autour d'une position fixe. Le courant alternatif est généralement produit par des alternateurs. Ce type de courant est privilégié pour le transport et la distribution de l'électricité puisqu'il permet de réguler facilement la tension électrique nécessaire. 

Utilisation d'une perceuse sans fil fonctionnant à l'aide de courant continu

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Utilisation d'une perceuse avec fil fonctionnant à l'aide de courant alternatif

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On peut convertir un courant alternatif en courant continu à l'aide de redresseurs de courant, aussi appelés adaptateurs de courant. L'inverse, soit la conversion d'un courant continu en courant alternatif, peut être fait à l'aide d'un ondulateur.

Diverses composantes peuvent assurer la fonction alimentation dans un circuit électrique.

Définition Avantages (A) et
inconvénients (I)
Exemples d'utilisation
PILE (chimique ou électrique):
Dispositif électrochimique qui transforme l'énergie d'une réaction chimique en énergie électrique

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A: permet d'avoir des objets portatifs
I: durée de vie limitée, contamination de l'environnement par des métaux lourds lors de l'enfouissement
Baladeur MP3, montre, télécommande, jouets pour enfant, etc.
PILE SOLAIRE (cellule photovoltaïque ou photoélectrique):
Dispositif permettant de produire de l'électricité à partir de l'énergie lumineuse du Soleil

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A: habituellement de petite taille, aucun gaz à effet de serre produit, grande durée de vie (20 à 30 ans), permet d'alimenter des régions éloignées
I: ne fonctionne pas en absence de lumière, l'énergie produite ne peut pas être stockée, assez coûteuse à produire
Éclairage de jardin, calculatrice, satellites, parcomètre, maison solaire, voiture solaire, etc.
PRISE DE COURANT:
Dispositif muni de contacts destinés à recevoir les lames d'une fiche d'alimentation et relié de façon permanente au réseau électrique

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A: source d'alimentation stable et de très longue durée, peu de gaz à effet de serre généré par les centrales hydroélectriques
I: les appareils ne peuvent pas être portatifs, ne fonctionne plus lors d'une panne du réseau électrique, inondation de vastes territoires pour construire des barrages hydroélectriques
Ordinateur, réfrigérateur, laveuse, sécheuse, cuisinière, téléviseur, etc.
ALTERNATEUR:
Machine rotative qui convertit l'énergie mécanique fournie au rotor en énergie électrique à courant alternatif

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A: peu coûteux à construire, meilleur rendement qu'une machine à courant continu tel qu'un dynamo
I: ne peut être démarré sans l'aide d'une batterie
Automobile, machinerie industrielle, centrale de production électrique, etc.
PIÉZOÉLECTRICITÉ:
Propriété que possèdent certains corps de se polariser électriquement sous l'action d'une contrainte mécanique et, réciproquement, de se déformer lorsqu'on applique un champ électrique

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A: permet d'avoir des moteur à taille réduite, permet de remplacer les piles qui contient des polluants, permet de produire de forte tension
I: il faut maintenir la contrainte mécanique pour que l'effet demeure présent
Microphone de contact, haut-parleurs pour téléphone portable, sonar, échographie, détecteur de pression des pneus, pèse-personne, etc.
THERMOÉLECTRICITÉ:
Propriété que possèdent certains matériaux de transformer directement de la chaleur en électricité

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A: grande fiabilité et durabilité des systèmes, permet de produire de l'électricité à partir de sources de chaleur perdue
I: rendement peu élevé et coûts de production très élevés
Appareil de mesure de température à l'aide de thermocouple, etc.
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Les exercices
Les références