Courant Alternatif : Définition, Propriétés et Applications
Qu'est-ce que le courant alternatif?
Un courant alternatif (CA) est un courant électrique qui change de direction et d'amplitude périodiquement. Contrairement au courant continu (CC), qui ne circule que dans une seule direction, le CA peut être utilisé pour transmettre de l'énergie sur de longues distances avec moins de perte d'énergie. Le CA est également la forme d'énergie électrique utilisée par la plupart des appareils ménagers et des dispositifs lorsqu'ils sont branchés sur une prise murale.
La forme de la forme d'onde du CA peut varier en fonction de la source et de la charge. La forme d'onde la plus courante est une onde sinusoïdale, qui a une forme lisse et symétrique. D'autres formes d'onde incluent les ondes carrées, triangulaires et en dents de scie, qui ont différentes caractéristiques et applications.
Comment mesure-t-on le courant alternatif?
Une façon de mesurer le CA est d'utiliser sa valeur efficace (RMS). La valeur RMS d'une forme d'onde CA est la valeur équivalente en CC qui produirait la même quantité de chaleur dans un résistor. La valeur RMS peut être calculée en élevant au carré les valeurs instantanées de la forme d'onde CA, en prenant la moyenne sur un cycle, puis en prenant la racine carrée.
La valeur RMS d'une forme d'onde CA sinusoïdale est égale à sa valeur crête divisée par la racine carrée de deux :
La valeur RMS d'une forme d'onde CA carrée est égale à sa valeur crête :
La valeur RMS d'une forme d'onde CA triangulaire est égale à sa valeur crête divisée par la racine carrée de trois :
La valeur RMS d'une forme d'onde CA en dents de scie est égale à sa valeur crête divisée par la racine carrée de six :
Une autre façon de mesurer le CA est d'utiliser sa fréquence. La fréquence d'une forme d'onde CA est le nombre de cycles ou de périodes qui se produisent en une seconde. L'unité de fréquence est le hertz (Hz), ce qui signifie cycles par seconde. Par exemple, une forme d'onde CA de 60 Hz complète 60 cycles en une seconde.
La fréquence d'une forme d'onde CA est liée à sa période, qui est le temps nécessaire pour qu'un cycle soit complet. La période peut être calculée en divisant une seconde par la fréquence :
La fréquence peut être calculée en divisant une seconde par la période :
Pourquoi utilise-t-on le courant alternatif?
Le courant alternatif présente de nombreux avantages par rapport au courant continu pour la transmission et la distribution de l'énergie. Parmi ces avantages, on peut citer :
Facilité de génération : Le CA peut être généré facilement en faisant tourner une bobine de fil dans un champ magnétique ou en faisant tourner un aimant autour d'une bobine de fil. Cela n'exige pas de collecteurs ou de redresseurs, qui sont nécessaires pour la génération de CC.
Tension transformation : Le CA peut être facilement monté ou descendu en tension en utilisant des transformateurs, qui sont des dispositifs qui utilisent l'induction électromagnétique pour changer la tension et le niveau de courant d'un circuit CA. Cela permet au CA d'être transmis à haute tension et faible courant, ce qui réduit la perte d'énergie due à la résistance des fils. Cela permet également au CA d'être livré à différentes tensions et courants pour différentes applications et dispositifs.
Facteur de puissance correction : Le CA peut être ajusté pour améliorer son facteur de puissance, qui est une mesure de l'efficacité d'un circuit CA dans l'utilisation de la puissance. Le facteur de puissance est défini comme le rapport entre la puissance active (la puissance qui effectue un travail utile) et la puissance apparente (le produit de la tension et du courant). Un faible facteur de puissance signifie que certaines puissances sont perdues sous forme de puissance réactive (la puissance qui oscille entre la source et la charge). La puissance réactive peut provoquer des fluctuations de tension, des surchauffes et
