Le Courant Alternatif (AC)
Le courant électrique est le flux de charge électrique à travers un matériau. L’unité SI du courant est le coulomb par seconde, ou ampère (A), qui est une unité de base de l’IS : 1 ampère = 1A = 1 coulomb par seconde = 1 C/s. Le courant alternatif (AC), est un type de courant électrique qui inverse périodiquement sa direction, oscillant entre des valeurs positives et négatives.
Courant Alternatif en Circuit
Dans un circuit AC, la charge électrique s’écoule d’abord dans une direction puis dans la direction opposée, inversant constamment sa direction à une certaine fréquence. Les tensions AC ne provoquent aucun mouvement net ; les électrons oscillent d’avant en arrière en réponse au champ électrique alternatif (sur une distance de quelques micromètres).
Utilisation du Courant Alternatif
L’exemple le plus courant de courant AC est l’électricité livrée à nos maisons et entreprises par le réseau électrique. Le courant AC est préféré pour la transmission d’énergie sur de longues distances car il peut être facilement élevé à de hautes tensions pour la transmission sur de longues distances avec moins de perte de puissance, puis abaissé à des tensions plus basses pour une utilisation dans les maisons et les entreprises.
Fréquence du Courant Alternatif
La fréquence du courant AC est généralement mesurée en Hertz (Hz), qui se réfère au nombre de fois que le courant oscille d’avant en arrière en une seconde. Aux États-Unis, la fréquence standard du courant AC est de 60 Hz, tandis que dans d’autres pays, elle est de 50 Hz.
Mesure du Courant Alternatif
Les ampèremètres sont utilisés pour mesurer le courant électrique circulant dans un circuit. Il existe trois types de base d’ampèremètres pour mesurer le courant AC :
- Ampèremètres à Bobine Mobile : Ces ampèremètres utilisent une bobine qui se déplace dans un champ magnétique pour mesurer le courant circulant dans un circuit. Lorsque le courant traverse la bobine, il crée un champ magnétique qui interagit avec le champ magnétique d’un aimant permanent, provoquant le mouvement de la bobine. Ce mouvement est proportionnel au courant circulant dans le circuit.
- Ampèremètres Numériques : Les ampèremètres numériques AC mesurent le courant AC circulant dans un circuit en le convertissant en un signal numérique proportionnel. Le courant AC est passé à travers un transformateur de courant pour réduire le courant à un niveau sûr pour la mesure.
- Ampèremètres à Pince : Les ampèremètres à pince sont conçus pour mesurer le courant circulant à travers un fil sans avoir à déconnecter physiquement le fil. L’ampèremètre a une pince qui peut être ouverte et placée autour du fil pour mesurer le courant qui y circule.
Rectification et Ampèremètres AC
La rectification est le processus de conversion d’un signal AC en un signal DC. Pour convertir un signal AC en DC, la moitié négative de la forme d’onde AC doit être éliminée ou « redressée ». Cela se fait généralement en utilisant une diode, qui est une valve unidirectionnelle pour le flux de courant.
Sources du Courant Alternatif
Il existe plusieurs sources de courant AC, y compris le réseau électrique, les générateurs AC, les onduleurs et les transformateurs. Le réseau électrique est un réseau de stations électriques, de transformateurs et de lignes de transmission qui fournissent de l’énergie AC aux maisons, entreprises et autres installations.
Types de Courant Électrique
Il existe trois types de courant électrique : le courant continu (DC), le courant alternatif (AC) et le courant pulsé DC. Le courant continu est un flux de charge électrique qui s’écoule dans une seule direction. Le courant alternatif est le flux de charge électrique qui change de direction périodiquement. Le courant pulsé DC est un type de courant qui s’écoule par impulsions ou rafales brèves.
Mécanismes de Flux du Courant Électrique
Dans les situations électrostatiques, le champ électrique est nul partout à l’intérieur du conducteur, et il n’y a pas de courant. Cependant, cela ne signifie pas que toutes les charges à l’intérieur du conducteur sont au repos. Dans un métal ordinaire comme le cuivre ou l’aluminium, certains des électrons sont libres de se déplacer à l’intérieur du matériau conducteur. Ces électrons libres se déplacent de manière aléatoire dans toutes les directions. Lorsqu’une différence de tension est appliquée à travers un conducteur, elle crée un champ électrique à l’intérieur du matériau. Le champ électrique exerce une force sur les électrons libres à l’intérieur du conducteur, les poussant à se déplacer.
Pourquoi Utilisons-nous le Courant AC à la Maison ?
La principale raison pour laquelle nous utilisons le courant AC à la maison au lieu du courant DC est que le courant AC est beaucoup plus efficace à transmettre sur de longues distances. De plus, les générateurs AC sont plus efficaces et économiques à construire et à entretenir par rapport aux générateurs DC.
Analogie Hydraulique du Courant Électrique
L’analogie hydraulique, ou l’analogie électricité-fluide, est une analogie largement utilisée entre l’hydraulique et l’électricité, qui est un outil utile pour l’enseignement. Le courant est équivalent à un débit volumétrique hydraulique; c’est-à-dire, la quantité volumétrique d’eau s’écoulant avec le temps.
