Courant électrique alternatif : Définition

Le courant électrique alternatif (AC) est essentiel dans la distribution d’électricité moderne. Contrairement au courant continu (DC), il change de direction périodiquement, ce qui le rend particulièrement adapté à la transmission sur de longues distances avec une efficacité accrue.

Qu’est-ce que le courant électrique alternatif (AC) ?

Le courant électrique alternatif (AC) est un type de courant où la direction du flux de charge change à intervalles réguliers. Contrairement au courant continu (DC), où le déplacement des électrons se fait dans une seule direction, le courant AC oscille entre deux directions opposées. Le courant alternatif sinusoïdal est la variante la plus courante, principalement adoptée pour la distribution d'électricité commerciale en raison de son efficacité. Cette forme d’onde permet une transmission d’électricité sur de longues distances avec une perte minimale d’énergie.

L’histoire du courant alternatif

En France, Lucien Gaulard invente le transformateur, breveté le 7 novembre 1882. Aux États-Unis, Nikola Tesla dépose des brevets le 1er mai 1888 pour la machine synchrone. Ces deux innovations permettent de surmonter les limitations du courant continu pour la distribution d’électricité, une méthode préconisée par Thomas Edison, qui avait déposé de nombreux brevets dans ce domaine et possédait des réseaux de distribution de courant continu.

Les avantages du transport et de la distribution de l’énergie électrique par courants alternatifs sont indéniables. L’industriel George Westinghouse, détenteur des brevets de Tesla, finit par imposer cette technologie aux États-Unis.

Comment est-il généré ?

La génération du courant alternatif se fait principalement par des alternateurs situés dans des centrales électriques. Un alternateur fonctionne en convertissant l’énergie mécanique en énergie électrique. Cela se produit grâce à la rotation d’un rotor à l’intérieur d’un champ magnétique. Cette rotation induit un courant électrique dans les enroulements du stator, produisant ainsi une onde sinusoïdale. Ce processus est essentiel pour les centrales électriques, qu’elles soient alimentées par des sources d’énergie fossile, nucléaire,

u renouvelable. La capacité de transformer le courant AC à différents niveaux de tension en fait une solution idéale pour la distribution et la transmission d’énergie à grande échelle.

Les caractéristiques principales du courant électrique alternatif

Les principales caractéristiques du courant électrique alternatif (AC) comprennent :

●     Fréquence : La fréquence du courant alternatif est mesurée en Hertz (Hz) et indique le nombre « d’allers-retours » que le courant réalise en une seconde. En France comme en Europe, la fréquence standard est de 50 Hz, tandis qu’en Amérique du Nord, elle est de 60 Hz.

●     Amplitude : L’amplitude représente la valeur maximale de la tension du courant au cours d’un cycle. Une tension alternative est périodique. Au bout d’un certain intervalle de temps, elle reprend la même valeur. Elle détermine la puissance du courant et son potentiel à effectuer un travail utile exprimée en kilovoltampère.

●     Phase : La phase désigne la position relative d’une onde par rapport à une autre. Il existe différents systèmes de phase. Le plus courant est le courant alternatif monophasé. Il est constitué de deux câbles : un pour la phase et un autre pour le neutre, ce dernier étant généralement connecté à la terre au niveau du dernier transformateur, à l’instar du neutre employé dans un système triphasé. Ce dernier, composé de quatre câbles, un pour chacune des trois phases, et un câble pour le neutre, est utilisé pour la fabrication industrielle de l’électricité.

●     Forme d’onde : La forme d’onde la plus courante pour le courant AC est la sinusoïde, exploitée principalement pour la distribution commerciale de l’énergie en raison de son efficacité et de sa stabilité. Cependant, d’autres formes d’ondes comme les ondes carrées et triangulaires sont également utilisées dans certaines applications spécifiques.

Les avantages et les inconvénients du courant alternatif

Avantages du courant alternatif :

●     Transformation facile : Le courant AC permet d’ajuster facilement les niveaux de tension à la hausse ou à la baisse à l’aide de transformateurs.  

●     Transport simplifié : Cette possibilité d'ajustement de la tension à la hausse ou à la baisse  dans les conducteurs facilite le transport et la distribution d’électricité sur de longues distances avec moins de pertes d’énergie sans recourir à de gros conducteurs.

●     Exploitation et protection : Le courant AC passe par zéro deux fois par cycle, ce qui facilite son interruption avec des disjoncteurs. Les systèmes de protection sont plus efficaces et moins coûteux.

Inconvénients du courant alternatif :

●     Complexité des circuits : Un circuit électrique AC est plus complexe à concevoir et à maintenir en raison des changements constants de direction du courant.

●     Dangers potentiels : Les changements rapides de direction peuvent perturber la fréquence cardiaque et être plus dangereux pour le corps humain, augmentant les risques d’électrocution.

Les applications courantes du courant électrique alternatif dans la vie quotidienne

Le courant électrique alternatif est omniprésent dans la vie quotidienne :

●     Éclairage domestique : Les ampoules électriques dans les maisons.

●     Appareils électroménagers : Réfrigérateurs, lave-linge, téléviseurs, etc.

●     Systèmes de chauffage et de climatisation : Chauffages électriques et climatiseurs.

●     Dispositifs électroniques : Des appareils comme les ordinateurs fonctionnent en courant continu, mais ils peuvent être branchés sur une prise en courant alternatif. Le bloc d’alimentation dont ils sont équipés transformera le courant alternatif en courant continu. Le principe est le même si on branche une voiture électrique sur une borne de recharge. Un convertisseur situé sur la voiture viendra transformer le courant AC en DC.

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