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Courant alternatif (CA) vs courant continu (CC)

Courant alternatif (AC)

Le courant alternatif décrit le flux de charge qui change périodiquement de direction. Par conséquent, le niveau de tension s’inverse également avec le courant. Le courant alternatif est utilisé pour alimenter les maisons, les immeubles de bureaux, etc.

Génération de courant alternatif

Le courant alternatif peut être produit à l’aide d’un dispositif appelé alternateur. Cet appareil est un type spécial de générateur électrique conçu pour produire du courant alternatif. Une boucle de fil est filée à l’intérieur d’un champ magnétique, qui induit un courant le long du fil. La rotation du fil peut provenir de plusieurs moyens : une éolienne, une turbine à vapeur, une turbine à vapeur, l’eau qui coule, etc. Comme le fil tourne et entre périodiquement dans une polarité magnétique différente, la tension et le courant alternent sur le fil.

Formes d’onde

Le courant alternatif peut se présenter sous plusieurs formes, à condition que la tension et le courant soient alternatifs. Si nous connectons un oscilloscope à un circuit à courant alternatif et traçons sa tension dans le temps, nous pouvons voir un certain nombre de formes d’ondes différentes. Le type de CA le plus courant est l’onde sinusoïdale. Dans la plupart des maisons et des bureaux, le courant alternatif a une tension oscillante qui produit une onde sinusoïdale.

Applications

Les prises de courant à la maison et au bureau sont presque toujours en courant alternatif. En effet, il est relativement facile de produire et de transporter du courant alternatif sur de longues distances. A haute tension (plus de 110 kV), les pertes d’énergie dans le transport de l’énergie électrique sont moindres. Des tensions plus élevées signifient des courants plus faibles, et des courants plus faibles signifient moins de chaleur générée dans la ligne électrique en raison de la résistance. Les transformateurs permettent de convertir facilement le courant alternatif en haute tension et d’en convertir les tensions élevées.

AC est également capable d’alimenter des moteurs électriques. Les moteurs et les générateurs sont exactement le même appareil, mais les moteurs convertissent l’énergie électrique en énergie mécanique (si l’arbre d’un moteur est filé, une tension est produite aux bornes ! Ceci est utile pour de nombreux gros appareils électroménagers comme les lave-vaisselle, les réfrigérateurs, et ainsi de suite, qui fonctionnent sur secteur.

Courant continu (DC)

Le courant continu est un peu plus facile à comprendre que le courant alternatif. Plutôt que d’osciller d’avant en arrière, le courant continu fournit une tension ou un courant constant.

Le courant continu peut être généré de plusieurs façons :

  • Un générateur de courant alternatif équipé d’un dispositif appelé « commutateur » peut produire du courant continu.
  • Utilisation d’un dispositif sûr appelé « redresseur » qui convertit le courant alternatif en courant continu
  • Les batteries fournissent du courant continu, qui est généré par une réaction chimique à l’intérieur de la batterie.
  • Pour reprendre notre analogie avec l’eau, DC est similaire à un réservoir d’eau avec un tuyau à l’extrémité.

Applications

Tout ce qui s’écoule d’une batterie, se branche au mur avec un adaptateur secteur ou utilise un câble USB pour l’alimentation dépend du courant continu.

Exemples d’électronique à courant continu :

  • Téléphones portables
  • Téléviseurs à écran plat (le courant alternatif entre dans le téléviseur, qui est converti en courant continu)
  • Lampes de poche
  • Eclairage pour la table
  • Véhicules hybrides et électriques
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Le courant électrique, c’est un peu comme l’eau dans un boyau d’arrosage…

La tension, mesurée en volts (V), correspond à la pression dans le boyau. L’intensité, mesurée en ampères (A), est assimilée au débit et la résistance, mesurée en ohms (Ω), au frottement sur les parois du boyau.

Pour connaître la puissance, mesurée en watts (W), on multiplie la tension (ou pression) et l’intensité (ou débit). Enfin, la quantité d’énergie consommée pendant une période donnée est mesurée en wattheures (Wh).

Le volt, ou la tension électrique

Le volt (V) est l’unité de mesure de la tension électrique dans un circuit entre un point A et un point B, obtenue avec un appareil appelé voltmètre. C’est à Alessandro Volta, physicien italien et inventeur de la pile électrique, que l’on doit ce nom.

Le volt traduit la force électromotrice et la différence de potentiel (tension) entre deux points d’un circuit.

En clair ? Le courant électrique est un déplacement d’électrons. Pour les faire se déplacer, il faut un générateur de courant qui va créer un déséquilibre de charge (différence de potentiel) afin d’attirer et de repousser les électrons. Ce déséquilibre de charge est appelé « tension électrique ».

L’ampère, ou l’intensité électrique

L’ampère (A) est l’unité de mesure de l’intensité d’un courant électrique, c’est-à-dire le flux d’électrons dans un conducteur. C’est André-Marie Ampère, l’inventeur de l’électro-aimant, qui a donné son nom à cette unité.

On peut comparer le déplacement des électrons dans un circuit à celui de l’eau dans un tuyau : l’intensité, exprimée en ampères, c’est le débit d’eau. Sur le tableau électrique de notre installation à la maison, les fusibles ou disjoncteurs différentiels indiquent l’intensité : 10, 20 ou 32 ampères. Si la puissance électrique demandée est supérieure au flux d’électrons disponible, l’installation disjoncte.

Le watt, ou la puissance électrique

Le watt (W) est l’unité de mesure de la puissance électrique. Soit la quantité d’énergie pendant un temps donné, En général 1 seconde. Le terme vient du nom de l’ingénieur écossais James Watt à l’origine du développement de la machine à vapeur.

En électricité, puissance = tension x intensité. Si l’on prend l’image d’un tuyau d’eau, la puissance électrique serait équivalente à la pression dans le tuyau quand le robinet est fermé (tension) multiplié par le débit d’eau quand le robinet est ouvert (intensité).

Le kilowatt (kW), soit 1 000 watts, est généralement utilisé pour décrire la puissance électrique des moteurs, électriques ou thermiques.

Le mégawatt (MW), soit un million de watts, désigne des unités de production électrique. Une éolienne déploie une puissance d’environ 1 MW, tandis qu’un réacteur nucléaire en France atteint en général une puissance comprise entre 900 MW et 1 450 MW. Soit 1,45 GW (gigawatts).

Quand il s’agit de mesurer la consommation d’électricité des habitations, on parle dans ce cas de watts-heure ou plus couramment de kWh (kilowatts-heure).