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Courant alternatif

Intérêt du courant alternatif

L'intérêt du courant alternatif est qu'il est facile à transformer. Les transformateurs permettent de modifier une tension alternative sans créer trop de pertes. Ces transformations des tensions sont nécessaires pour le transport du courant. En effet, nous savons que la puissance est donnée par le produit de la tension par l'intensité du courant  P = U x I

Les pertes dans les conducteurs durant le transport sont causées par la résistance de ces conducteurs et sont proportionnelles au carré de l'intensité  P = R . I²
On réduit donc l'intensité pour limiter les pertes tout en augmentant la tension car la puissance véhiculée doit rester la même P = U x I

C'est la raison pour laquelle les électriciens transportent les grandes quantités d'électricité en haute tension. Des transformateurs permettent ensuite de diminuer ces tensions pour distribuer l'électricité dans les habitations. La tension secteur est généralement de 230V dans nos régions.

D'autres raisons font que la distribution électrique se fait habituellement en courant alternatif :

Caractéristiques du courant alternatif

Le courant que nous fournit la compagnie d'électricité est périodique et sinusoïdal.

Périodique: la tension change périodiquement de sens, le courant s'inverse constamment.

Sinusoïdal: La tension varie en fonction du temps suivant une courbe appelée sinusoïde. Cette allure est due au principe de fonctionnement des alternateurs.

Principe de l'alternateur

Durant un tour de l'alternateur celui-ci crée une alternance positive suivie d'une alternance négative.

On appelle période la durée de ces deux alternaces. La période est désignée par la lettre T et s'exprime en secondes.

La fréquence est le nombre de périodes par seconde. Elle s'exprime en Hertz (Hz)

Sinosoïde
f=1/T

La fréquence est le nombre de cycles par seconde

Exemple: La fréquence pour la distribution de courant en Europe = 50Hz
La durée d'une période T = 1/f = 1s / 50 = 0,020 s = 20 ms

Génération d'une sinusoïde

Dans un alternateur le rotor crée un champ tournant que nous représentons par un vecteur. La rotation du rotor engendre des fluctuations du champ magnétique qui correspondent à la projection verticale du vecteur tournant.

génération d'une sinusoïde

Certaines formules font appel à la pulsation ω (Oméga) Cette grandeur étroitement liée à la fréquence correspond à la vitesse angulaire du vecteur tournant qui nous a servi à tracer la sinusoïde. La pulsation s'exprime en radians par seconde.

ω = 2 π f

Valeurs d'un courant alternatif

Outre la fréquence ou la pulsation, ce qui revient presque au même, nous devons aussi mesurer des tensions ou des intensités.

Déphasage Courant / Tension

Nous verrons en parlant des bobines et des condensateurs que le courant instantané  ' i '  ne fluctue pas toujours en phase avec la tension instantanée  ' u ' . Une tension alternative sinusoïdale engendre bien un courant alternatif sinusoïdal mais selon la nature du circuit électrique le courant est en retard, en phase ou en avance sur la tension. Le décalage entre les deux signaux pourrait être exprimé en fractions de secondes mais les électriciens ont trouvé plus pratique d'exprimer ce déphasage par un angle : l'angle qu'il y aurait entre les vecteurs tournants dont les cycles nous servent à tracer les sinusoïdes u(t) et i(t)

Signaux électroniques - Impulsions

On parle aussi de fréquences à propos des signaux au niveau du PC. Pourtant, il ne s'agit pas ici de couranst alternatifs. Il n'y a pas ici d'alternances positives et négatives qui se répètent de manière toujours identique.
Les signaux échangés au niveau du PC sont théoriquement des signaux rectangulaires. Ce sont des impulsions qui servent aux échanges d'informations binaires entre les différents composants électroniques.
La fréquence est dans ce cas le nombre maximum d'impulsions pouvant être transmises par le signal.



Pour en savoir plus (sans pour autant se casser la tête)

icone_camera     L'alternateur    ( Vidéo proposée sur www.universcience-vod.fr )


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