Compte tenu de toutes les inefficacités, est-il "gratuit" de brancher, disons, un smartphone dans une voiture pour recharger pendant que je conduis?
Réponse courte: non (mais il est si difficile de mesurer l'impact qu'il vous sera difficile de le dire).
N'oubliez pas que l'alternateur doit alimenter tout ce qui est connecté au système électrique. La charge de la batterie est une grosse charge au début, mais tombe lorsque la batterie atteint une charge complète. Votre chaîne stéréo merveilleusement robuste tire également beaucoup de puissance. Les lumières sont une autre charge étonnamment grande: rappelez-vous toutes ces ampoules à incandescence horriblement inefficaces que tout le monde remplace dans leurs maisons? Dans les bonnes circonstances, je peux observer que mon moteur tourne au ralenti en baissant un peu en utilisant uniquement les feux (si je passe de l'obscurité totale aux feux de route).
Pire, l'alternateur n'est pas particulièrement efficace lui-même. Regardons l'article Wikipedia pour un résumé des raisons:
L'efficacité des alternateurs automobiles est limitée par la perte de refroidissement du ventilateur, la perte de palier, la perte de fer, la perte de cuivre et la chute de tension dans les ponts de diodes. À charge partielle, l'efficacité est comprise entre 50 et 62% selon la taille de l'alternateur et varie avec la vitesse de l'alternateur. [6] Cela est similaire aux très petits alternateurs à aimants permanents à haute performance, tels que ceux utilisés pour les systèmes d'éclairage de vélo, qui atteignent une efficacité d'environ 60%.
Ainsi, avant même de brancher votre téléphone, l'alternateur fait déjà face à une variété de charges beaucoup plus importantes, y compris ses propres inefficacités internes. Donc, si vous connectez un chargeur de 2,1 ampères à un alternateur conçu pour 50 à 70 ampères, oui, vous consommez plus de courant. Vous mettez également plus de charge inductive sur l'alternateur qui, par conséquent, met plus de charge sur l'ensemble du système mécanique.
Allez-vous pouvoir le dire? Non sans une procédure expérimentale minutieuse.
Si ce n'est pas gratuit, d'où vient précisément l'énergie? L'alternateur exerce-t-il une charge physique plus élevée sur le moteur?
Oui (mais pas aussi lourd que le déplacement de la voiture). Encore une fois, en utilisant un article wikipedia comme point de départ:
Les alternateurs génèrent de l'électricité selon le même principe que les générateurs CC, à savoir, lorsque le champ magnétique autour d'un conducteur change, un courant est induit dans le conducteur. En règle générale, un aimant rotatif, appelé rotor tourne dans un ensemble fixe de conducteurs enroulés en bobines sur un noyau de fer, appelé stator. Le champ traverse les conducteurs, générant une EMF (force électromotrice) induite, car l'entrée mécanique fait tourner le rotor.
Donc, à un niveau incroyablement simplifié, vous pouvez penser à un alternateur comme quelque chose de similaire à une pompe à eau, sauf qu'au lieu de créer un courant d'eau, il crée un courant électrique.
Ce courant alterne alors très rapidement en direction, ce que vous ne feriez jamais avec une pompe à eau car cela provoquerait une cavitation. L'analogie se décompose assez rapidement, mais agissons à la main pour dépasser cette partie ...
Tout ce qui est électrique connecté au système a besoin de ce courant pour circuler. Si vous ajoutez plus de charge au système électrique, cela se traduira éventuellement par plus de travail mécanique pour l'alternateur pour créer ce courant d'origine. Lorsque le moteur fait tourner l'alternateur, tout cela finit par faire en sorte que le moteur fasse plus de travail.