Deux siècles d’énergie électrique

Principe : 

Un alternateur est composé d’un aimant mobile et d’une bobine de fil de cuivre fixe. Le mouvement de l’aimant à proximité de la bobine crée une tension alternative aux bornes de la bobine par induction électromagnétique.

Diagramme énergétique de l’alternateur :

Rendement d’un alternateur :

$\color{orchid}{\boxed{\color{black}{\rm rendement = \dfrac{\text{énergie utile en sortie}}{\text{énergie disponible en entrée}}}}}$ rendement noté $\eta$. Le rendement d’un alternateur électrique est très élevé et proche de $1$ (soit $100\%$). La perte d’énergie est due à l’effet Joule.

Mécanique quantique :

Lorsqu’un atome est excité, il peut perdre de l’énergie en produisant un rayon lumineux. Chaque atome ne peut émettre que certaines longueurs d’onde caractéristiques : le spectre d’émission d’un atome est discret.

Cellule photovoltaïque :

Une cellule photovoltaïque est constituée de matériaux semi-conducteurs qui transforment de l’énergie lumineuse (énergie radiative) en énergie électrique et en énergie thermique due à l’effet Joule. La partie du spectre solaire absorbée par une cellule photovoltaïque dépend de la nature du matériau semi-conducteur.

Puissance délivrée par une cellule photovoltaïque : 

En courant continu, la puissance électrique fournie ou reçue par un dipôle est :

Pour déterminer la puissance fournie à un récepteur (exemple : conducteur ohmique) par une cellule photovoltaïque, on superpose les caractéristiques des deux dipôles. Au point d’intersection de ces deux caractéristiques ou point de fonctionnement, on lit les valeurs de $\rm U$ et $\rm I$ puis on calcule la puissance maximale délivrée par la cellule photovoltaïque au récepteur.