Le Courant Alternatif – Mesure
Le courant alternatif (CA), ou Alternating Current en anglais, est un type de courant électrique qui change périodiquement de direction, oscillant entre des valeurs positives et négatives. Dans un circuit CA, la charge électrique s’écoule d’abord dans une direction, puis dans la direction opposée, inversant constamment sa direction à une certaine fréquence. L’exemple le plus courant de courant alternatif est l’électricité fournie à nos maisons et entreprises par le réseau électrique. Le courant alternatif est privilégié 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 d’énergie, puis abaissé à des tensions plus basses pour utilisation dans les maisons et les entreprises. La fréquence du courant alternatif est généralement mesurée en Hertz (Hz), qui fait référence au nombre de fois que le courant oscille d’avant en arrière en une seconde. Aux États-Unis, la fréquence standard du courant alternatif est de 60 Hz, tandis que dans certains autres pays, elle est de 50 Hz. En plus de la transmission d’énergie, le courant alternatif est également utilisé dans une large gamme de dispositifs électriques et électroniques, des petits appareils aux machines industrielles. Le courant alternatif peut être converti en courant continu (CC) à l’aide de dispositifs tels que les redresseurs, couramment utilisés dans les appareils électroniques comme les ordinateurs et les téléphones portables.
Les Ammètres pour Mesurer le Courant Alternatif
Les ammètres sont utilisés pour mesurer le courant électrique circulant dans un circuit. Il existe trois types de base d’ammètres pour mesurer le courant alternatif (CA) :
Ammètres à Bobine Mobile
Les ammètres à bobine mobile 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 déplacement de la bobine. Le mouvement de la bobine est proportionnel au courant circulant dans le circuit, et ce mouvement est converti en lecture de courant. Lorsqu’un CA de très basse fréquence est passé à travers un PMMC, l’aiguille a tendance à suivre le niveau instantané du CA. Par conséquent, un instrument PMMC connecté directement pour mesurer un CA de 50 Hz indique une valeur moyenne nulle. Il est important de noter que bien qu’un instrument PMMC connecté à une alimentation CA puisse indiquer zéro, un courant rms très élevé peut réellement circuler dans ses bobines. Pour convertir le courant alternatif (CA) en un flux de courant unidirectionnel, produisant une déviation positive lorsqu’il passe à travers un PMMC, le redresseur à diode est utilisé.
Ammètres Numériques
Les ammètres numériques CA mesurent le courant alternatif passant par un circuit en le convertissant en un signal numérique proportionnel. Le courant alternatif est passé à travers un transformateur de courant pour réduire le courant à un niveau sûr pour la mesure. La sortie du transformateur de courant est ensuite redressée en une tension continue à l’aide d’un circuit redresseur. La tension continue est ensuite convertie en un signal numérique à l’aide d’un circuit convertisseur analogique-numérique (CAN). Le microcontrôleur reçoit le signal numérique et le traite pour afficher la valeur du courant sur l’écran. La dernière étape consiste à afficher la valeur du courant sur un affichage à LED ou LCD.
Ammètres à Pince
Les ammètres à pince sont conçus pour mesurer le courant circulant dans un fil sans avoir à déconnecter physiquement le fil. L’ammètre possède une pince qui peut être ouverte et placée autour du fil pour mesurer le courant circulant à travers celui-ci. Les ammètres à pince sont souvent utilisés dans les environnements industriels où il est nécessaire de mesurer de gros fils et câbles. Lors de la sélection d’un ammètre pour mesurer le courant alternatif, il est important de choisir un appareil qui est évalué pour le courant maximal qui sera mesuré. Les ammètres évalués pour des courants plus élevés auront généralement une résistance plus faible, ce qui peut provoquer une chute de tension dans le circuit mesuré. Par conséquent, il est important de sélectionner un ammètre qui a une faible résistance par rapport au circuit mesuré. Il est également important de sélectionner un ammètre avec une plage de fréquence correspondant à la fréquence du courant alternatif mesuré.
Rectification et Ammètres CA
La rectification est le processus de conversion d’un signal de courant alternatif (CA) en un signal de courant continu (CC). Le courant alternatif change de polarité, ce qui signifie qu’il s’écoule dans une direction puis dans l’autre, changeant constamment de direction. Cela peut être visualisé comme une vague qui oscille à la fois au-dessus et en dessous d’un point zéro, également connu sous le nom de « croisement zéro ». Pour convertir un signal CA en CC, la moitié négative de la forme d’onde CA doit être éliminée ou « redressée ». Cela est généralement réalisé à l’aide d’une diode, qui est une valve unidirectionnelle pour le flux de courant. Une diode permet au courant de s’écouler dans une direction, mais le bloque de s’écouler dans l’autre direction. En plaçant une diode en série avec le signal CA, la moitié négative de la forme d’onde est bloquée, transformant effectivement le signal CA en un signal unidirectionnel ou CC. Il existe deux types de redresseurs : les redresseurs demi-onde et les redresseurs à onde complète. Un redresseur demi-onde utilise une diode pour redresser le signal CA, tandis qu’un redresseur à onde complète utilise quatre diodes disposées dans un motif spécifique pour redresser à la fois les moitiés positive et négative du signal CA. La rectification est un processus important en électronique car de nombreux appareils électroniques nécessitent une alimentation CC pour fonctionner, tandis que l’alimentation CA est couramment disponible dans le réseau électrique. La rectification permet de convertir l’alimentation CA en alimentation CC pour une utilisation dans des circuits et des appareils électroniques.
