Notions de base d'électricité en courant alternatif

26-Bases en AC
Edité le 19/03/2025
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Notions de bases d’électricité en courant alternatif
1 – La tension alternative sinusoïdale
2 – Grandeurs caractéristiques de la tension et du courant alternatif
sinusoïdal
3 – Impédance d’un dipôle
4 – Comportement des composants R, L, C en régime alternatif
harmonique
4-1 Représentation vectorielle des grandeurs en alternatif
4 – 2 Résistance en régime alternatif sinusoïdal
4 – 3 Condensateur en régime alternatif sinusoïdal
4 – 4 Bobine ou self en régime alternatif sinusoïdal
4 – 5 Résistance et bobine en série
4 – 6 Résistance et condensateur en série
4 – 7 Résistance, bobine et condensateur en série
4 – 8 Résistance, bobine et condensateur en parallèle
5 – Puissances en en régime alternatif harmonique
6 – Facteur de puissance et compensation d’énergie réactive

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Période T [s]
Alternance positive T/2 [s]
Alternance négative T/2 [s]
Tension sinusoïdale
-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
t [s]
U1 [V]
Amplitude = UMAX [V]
Notions de bases d’électricité en courant alternatif
1 – La tension alternative sinusoïdale
Une tension alternative sinusoïdale est produite par un alternateur.
La valeur instantanée de la tension alternative sinusoïdale varie continuellement :
au temps zéro la tension est nulle puis elle croît pour atteindre un maximum
positif, décroît ensuite pour repasser par le zéro et change enfin de sens pour
atteindre un minimum négatif avant de revenir au zéro.
La courbe représentant cette variation est appelée sinusoïde.

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2 – Grandeurs caractéristiques de la tension et du courant alternatif sinusoïdal
• La période
Le temps nécessaire à une oscillation complète s’appelle Période.
C’est le temps nécessaire pour que le signal alternatif sinusoïdal se
reproduise égal à lui même.
Symbole : T Unité : seconde [s]
• La fréquence
La fréquence est le nombre de périodes par seconde.
Symbole : f Unité : Hertz [Hz] ou « seconde moins un » [s-1]
f [Hz]
T [s]
La fréquence de la tension EDF est de 50 Hz
La période correspondante est de 20 ms
• Mise en équation
La tension alternative sinusoïdale instantanée est donnée par la formule :
U(t) : valeur instantanée de la tension alternative sinusoïdale en [V]
UMAX : valeur maximale (amplitude) de la tension en [V]
 : valeur de la vitesse angulaire (pulsation) en [rad/s] avec :
De même, le courant alternatif sinusoïdal est donné par la formule :
Avec i(t) et IMAX en [A]
T
1
f=
f
1
T=
1fT =
tsinUu MAX(t) ω=
f2ω
=
tsinIi MAX(t) ω=

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I en AC =
I en DC
• Valeur efficace
La valeur efficace d’une tension alternative sinusoïdale est la valeur de la
tension continue qui provoquerait une même dissipation de puissance aux
bornes d'une résistance.
avec
Il n’est généralement pas tenu compte de l’indice « eff »
Pour toutes les formules utilisées en alternatif les symboles « U » et « I »
se rapportent toujours aux valeurs efficaces.
3 – Impédance d’un dipôle
En régime sinusoïdal, pour un dipôle donné à une fréquence donnée,
le rapport
I
U
est constant et est appelé Impédance.
Symbole : Z Unité : ohm []
Z [] U [V] I [A] en valeurs efficaces !!
R
U en AC = U en DC
2
U
UU MAX
eff ==
2
I
II MAX
eff ==
I
U
Z=

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-400
-300
-200
-100
0
100
200
300
400
t [s]
U [V]
4 – Comportement des composants R, L, C en régime alternatif harmonique
4-1 Représentation vectorielle des grandeurs en alternatif
Dans un circuit électrique la tension et l’intensité du courant ne se suivent pas
forcément dans le temps, ils ne passent par zéro en même temps et ne prennent
pas leur maximum en même temps.
Ils ne sont pas en phase, il y a déphasage.
L’intensité du courant peut être en avance ou en retard sur la tension.
Ce déphasage s’exprime sous la forme d’un angle ou d’un temps.
La période du signal (20 ms) correspond à un angle de 2 radian.
L’axe des abscisses peut donc être gradué en angle, d’où la notion d’angle de
déphasage
Pour représenter une tension ou une intensité, il est possible d’utiliser des
vecteurs images.
Ces vecteurs sont la « photographie » à un instant donné de la tension et de
l’intensité. Ils font apparaître le déphasage entre ces deux grandeurs
Cette représentation est la méthode de Fresnel utilisée en alternatif pour
calculer le déphasage, l’impédance, le courant et la tension.
rad
ou t