Comment produire de l'électricité
Mes premiers pas en Électronique
La section Qu'est-ce que l'électricité ? explique pourquoi une boucle fermée est nécessaire pour faire circuler le courant dans un circuit, et la section Faire bouger les choses avec l'électricité et les aimants vous montre comment construire votre propre électroaimant et moteur.
Les projets de ces sections utilisaient l'électricité d'une batterie, mais dans cette section, vous fabriquerez vos propres sources d'électricité !
Plus précisément, vous apprendrez à construire votre propre générateur, qui produit de l'électricité par le mouvement, et votre propre batterie, qui produit de l'électricité par des réactions chimiques.
Ce sont deux des moyens les plus courants d'obtenir de l'électricité.
Produire de l'électricité avec des aimants
Lorsque vous faites circuler un courant dans un fil, cela crée un champ magnétique autour du fil. Mais il existe un autre lien entre l'électricité et le magnétisme. Vous pouvez également créer de l'électricité en utilisant un fil et un aimant !
Un champ magnétique variable crée de l'électricité
Si vous déplacez un aimant d'avant en arrière sur un fil connecté en boucle fermée, vous créez un courant dans le fil.
Le déplacement de l'aimant modifie le champ magnétique autour du fil, et ce champ magnétique variable pousse les électrons à travers le fil.
Si vous arrêtez de déplacer l’aimant, le courant s’arrête également, même si le fil est toujours dans le champ magnétique, car le champ magnétique ne change plus.
Si vous connectez les deux extrémités du fil à une ampoule et créez une boucle fermée, le courant peut circuler.
Malheureusement, le courant créé par le déplacement d'un aimant sur un seul fil ne fournit pas suffisamment d'énergie assez rapidement pour allumer l'ampoule.
Pour allumer une ampoule, ou pour alimenter quoi que ce soit d'autre, il faut trouver un moyen de générer davantage d'énergie, c'est-à-dire la quantité d'énergie produite en un temps donné.
Comment fonctionne un générateur ?
Un générateur est un dispositif qui transforme le mouvement, comme celui d'un aimant sur un fil, en électricité.
Pour produire plus d'énergie avec un fil et un aimant, vous pouvez enrouler ce fil en une bobine.
Le fil enroulé agit comme un groupe de fils : lorsqu'il est traversé par un champ magnétique, un courant traverse chaque bobine, créant ainsi plus d'énergie qu'avec un fil droit.
Production d'électricité à partir de l'eau ou du vent
Si vous placez une bobine dans un champ magnétique et la faites tourner à l'aide d'une manivelle, vous convertissez votre propre mouvement en électricité.
Comme une dynamo manuel (On peut en acheter une chez plusieurs vendeurs dont Amazon)
Si vous remplacez la manivelle par une roue hydraulique et la placez dans un courant d'eau, l'eau poussera la roue, ce qui entraînera la bobine dans le champ magnétique et créera un courant.
C'est ainsi que certaines centrales électriques produisent de l'électricité !
La centrale laisse simplement l'eau circuler dans une roue reliée à un générateur. Cette électricité est ensuite transférée, par des lignes électriques, aux prises électriques des habitations.
On peut produire de l'électricité à partir d'autres forces naturelles de la même manière.
Par exemple, pour créer de l'électricité à partir du vent, on peut connecter la bobine à une éolienne de sorte que, lorsque le vent souffle, elle tourne.
Découvrez le multimètre
Un simple multimètre permet de mesurer précisément la quantité d'énergie produite par un simple générateur.
Les multimètres sont pratiques pour la construction de circuits, car ils permettent de mesurer de nombreuses valeurs différentes, notamment la résistance, le courant et la tension.
Le fil rouge est le fil positif, le fil noir le fil négatif, et le grand cadran central indique au multimètre la tension à mesurer.
Si vous rencontrez des
problèmes avec un circuit, mesurer la tension à des points clés est un moyen
pratique de déterminer la source du problème.
Comment mesurer la
tension
Pour mesurer la tension avec un multimètre, placez d'abord le
cadran sur l'une des options V.
Dans cette section, je vous indiquerai le réglage à choisir, mais pour vos propres projets, choisissez-en un dont le chiffre est supérieur à la tension maximale attendue dans votre circuit.
Ensuite, en bas du multimètre,
connectez le fil noir à la prise COM et le fil rouge à la prise V ou V-Ω
(connecteur Rouge).
Enfin, placez un fil de chaque côté de la pièce dont
vous souhaitez mesurer la tension.
Note: Une pile est une source de courant continu c.c. (Direct Courent en anglais DC)
Dans cet exemple, le multimètre mesure la tension entre les bornes positive et négative d'une pile de 9 V.
Remarque : mon cadran est réglé sur 20V, dans la plage affichant un V avec un symbole de ligne droite. Mais il y a un autre V sur le multimètre, accompagné d'une ligne ondulée. Voyons la signification de ces symboles.
Que sont le courant alternatif et le courant continu ?
Le réglage de votre multimètre varie selon que vous souhaitez mesurer la tension d'une pile ou d'un générateur. Une pile a un pôle positif et un pôle négatif, mais pas un générateur !
Un générateur possède deux fils qui alternent entre le positif et le négatif.
En effet, lorsqu'un côté de l'aimant passe devant la bobine, le courant circule dans la bobine dans un sens, et lorsque l'autre côté de l'aimant passe devant la bobine, le courant circule dans l'autre sens.
Lorsque le sens du courant change ainsi, on parle de courant alternatif (CA) (alternating current (AC) en anglais); lorsqu'il reste constant, on parle de courant continu (CC) (direct current (DC) en anglais).
Habituellement, vous trouverez ces symboles sur votre multimètre pour indiquer les plages de mesure AC et DC :
Pour obtenir une mesure correcte, vous devez régler le multimètre sur le courant alternatif ou continu. Par exemple, les batteries ont une tension continue.
AVERTISSEMENT
Pour l'instant n'utilisez pas l'ampèremètre Symbole A
car pour mesuré l'ampérage il faut un montage spécial. Sinon vous risqué d'endommager votre multimètre.
Vous ne devez jamais placer une source de tension sur un ohmmètre symbole Ω, car cela peut endommager l'appareil et provoquer des blessures.
Note:
On peut acheter des fils pour multimètre avec des adapteurs différents
Projet n° 5 : Fabriquer un générateur de vibrations