Cours électricité

Apprendre l'électricité

 

 

Courant alternatif

Le courant alternatif (qui peut être abrégé par CA) est un courant électrique, généralement sinusoïdal sans composante continue.

Courant alternatifUn courant alternatif périodique est caractérisé par sa fréquence, mesurée en hertz (Hz). C’est le nombre d’« aller-retours » qu’effectue le courant électrique en une seconde. Un courant alternatif périodique de 50 Hz effectue 50 « aller-retours » par seconde, c'est-à-dire qu'il change 100 fois (50 allers et 50 retours) de sens par seconde.

La forme la plus utilisée de courant alternatif est le courant sinusoïdal, essentiellement pour la distribution commerciale de l'énergie électrique. La fréquence utilisée est le plus souvent de 50 Hz sauf en Amérique du Nord où la fréquence est de 60 Hz.

Il faut distinguer 2 types de courant alternatif :

  • les courants purement alternatifs dont la valeur moyenne (composante continue) est nulle, qui peuvent alimenter un transformateur sans danger ;
  • les courants alternatifs à composante continue non nulle qui ne peuvent en aucun cas alimenter un transformateur.

Contrairement au courant continu, le courant purement alternatif peut voir ses caractéristiques (tension/courant) modifiées par un transformateur à enroulements.

Dès qu'il existe une composante continue non négligeable, un transformateur est inutilisable car du fait de sa faible résistance electrique, il se comporte comme un "court-circuit" pour la composante continue, ce qui fait chauffer inutilement les transformateurs.

Grâce au transformateur, le courant transporté par des réseaux de distribution haute tension subit des pertes par effet Joule beaucoup plus faibles : pour la même puissance instantanée p transportée, si on augmente la tension u d'un facteur 10, celle de l'intensité est divisée d'autant, puisque la valeur instantanée de la puissance vaut :

p(t) = u(t)×i(t)

Et en divisant simplement par 10 l'intensité du courant transporté i(t), on divise par 100 les pertes dues à la résistance des câbles électriques, la puissance dissipée dans une résistance étant proportionnelle au carré de l'intensité du courant

pjoule = Ri2.

On abaisse ensuite la tension afin de fournir une alimentation en basse tension près du lieu de distribution, afin de pouvoir l'utiliser à des fins domestiques (le danger restant toutefois bien réel, même en basse tension).

Un courant alternatif sinusoïdal est un signal sinusoïdal de grandeur homogène à un courant (exprimé en ampères). De façon stricte, sa composante continue doit être nulle pour le qualifier d'alternatif, la sinusoïde aura donc une valeur moyenne égale à zéro.

La valeur instantanée de tension est décrite par une équation de type

u(t) = u0⋅sin(ω⋅t)

  • u0 est l'amplitude du signal, la tension de crête, en volts (V) ;
  • ω est la pulsation du signal, en radians par seconde (rad⋅s-1), défini par ω = 2⋅π⋅ƒ = 2⋅π/T
  • ƒ étant la fréquence du signal en hertz (Hz), T étant la période du signal en secondes (s).

L'intensité du courant a une équation du type :

i(t) = i0⋅sin(ω⋅t + φ)

  • i0 est l'amplitude du signal en ampères (A),
  • φ est le déphasage, ou phase à l'origine, exprimé en radians.

Vous connaissez l'essentiel du courant alternatif, pour en savoir plus sur l'électricité en général, suivez des cours d'électricité.