Circuit AC Purement Résistif
Un circuit ne contenant qu'une résistance pure R (en ohms) dans un système AC est défini comme un Circuit AC Purement Résistif, dépourvu d'inductance et de capacité. Le courant alternatif et la tension dans un tel circuit oscillent bidirectionnellement, générant une onde sinusoïdale. Dans cette configuration, la puissance est dissipée par la résistance, avec la tension et le courant en phase parfaite - atteignant leurs valeurs maximales simultanément. En tant que composant passif, la résistance ne génère ni ne consomme d'énergie électrique ; au lieu de cela, elle convertit l'énergie électrique en chaleur.
Explication du Circuit Résistif
Dans un circuit AC, le rapport tension-courant est influencé par la fréquence de l'alimentation, l'angle de phase et la différence de phase. Notamment, dans un circuit AC résistif, la valeur de la résistance reste constante, indépendamment de la fréquence de l'alimentation.
Considérons une tension alternative appliquée à travers le circuit, décrite par l'équation :
Alors, la valeur instantanée du courant circulant à travers la résistance, telle que montrée dans la figure ci-dessous, sera :
La valeur du courant sera maximale lorsque ωt = 90° ou sinωt = 1. En insérant la valeur de sinωt dans l'équation (2), nous obtenons
Angle de Phase et Onde Sinusoïdale dans le Circuit Résistif
D'après les équations (1) et (3), il est évident qu'il n'existe aucune différence de phase entre la tension appliquée et le courant dans un circuit purement résistif - l'angle de phase entre la tension et le courant est zéro. Par conséquent, dans un circuit AC avec une résistance pure, le courant est en phase parfaite avec la tension, comme illustré dans le diagramme de l'onde sinusoïdale ci-dessous :
Puissance dans un Circuit Purement Résistif
Le diagramme de la courbe de puissance utilise trois couleurs - rouge, bleu et rose - pour représenter respectivement les courbes de courant, de tension et de puissance. Le diagramme phasor confirme que le courant et la tension sont en phase, signifiant que leurs pics se produisent simultanément. Par conséquent, la courbe de puissance reste positive pour toutes les valeurs de tension et de courant.
Dans un circuit DC, la puissance est définie comme le produit de la tension et du courant. De manière similaire, dans un circuit AC, la puissance est calculée selon le même principe, bien qu'elle prenne en compte les valeurs instantanées de tension et de courant. Ainsi, la puissance instantanée dans un circuit purement résistif est exprimée par :
Puissance instantanée : p = vi
La puissance moyenne consommée dans le circuit sur un cycle complet est donnée par
Comme la valeur de cosωt est zéro. En insérant la valeur de cosωt dans l'équation (4), la valeur de la puissance sera donnée par
Où,
P - puissance moyenne
Vr.m.s - valeur efficace de la tension d'alimentation
Ir.m.s - valeur efficace du courant
Ainsi, la puissance dans un circuit purement résistif est donnée par :
Dans un circuit purement résistif, la tension et le courant sont en phase parfaite avec un angle de phase zéro, signifiant qu'il n'y a pas de différence de phase entre eux. Les grandeurs alternatives atteignent leurs valeurs maximales aux mêmes intervalles de temps, et l'augmentation et la diminution de la tension et du courant se produisent simultanément.
