Le courant alternatif

Le courant alternatif
1) le courant alternatif monophasé.
a) Expériences :
On branche le voltmètre à la sortie du générateur en mode alternatif.
On constate que la tension varie en prenant tantôt des valeurs positives tantôt des
valeurs négatives.
On branche un oscilloscope aux bornes du générateur en mode continu.
On observe :
On branche un oscilloscope aux bornes d’un générateur en mode alternatif .

On observe :
b) Conclusions :
Le courant alternatif EDF délivre une tension alternative sinusoïdale.
Sur l’écran d’un oscilloscope, on peut visualiser les particularités de cette tension .
Sur l’axe horizontale, on peut déterminer la période ( T ) de cette tension en seconde.
On compte le nombre de graduations horizontales comprenant un motif : 
L’oscilloscope est réglé sur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ce qui fait . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
T = . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sur l’axe vertical, on peut déterminer la tension maximum.
On compte le nombre de graduations verticales entre l’axe horizontal et le sommet de la
courbe.
 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
L’oscilloscope est réglé sur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ce qui fait . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Um = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c) Définition.
Un tension alternative sinusoïdale est souvent déterminer par:
Sa fréquence ( f ) en hertz ( Hz )
et sa tension efficace ( U ) qui peut être mesurée par le voltmètre (réglé sur alternatif).
f = 1  T
U = Um 
Remarque, il existe aussi une intensité efficace ( I ) : I = Im  .
Avec Im : intensité maximum.
d) Application :
Calculer la fréquence et la tension efficace du courant alternatif sinusoïdale étudié au
dessus.
2) Puissance et énergie du courant.
a) La puissance électrique.
La puissance ( P ) reçue par une ampoule ou un résistor fonctionnant en courant continu
ou alternatif est :
Avec : P en watt ( W ).
U : tension mesurée aux bornes du composant.
I : intensité du courant qui traverse le composant.
Pour un résistor, on a vu que U = R  I . avec R résistance du résistor en ohm.
On peut donc exprimer la puissance dissipée sous forme de chaleur ( effet Joule ) dans
une résistance
par :
2
2
P = U  I
P = R  I ²

La puissance électrique se mesure avec un wattmètre, symbole :
b) L’énergie électrique.
L’énergie électrique ( E ) consommée par un appareil électrique de puissance P ( en watt )
pendant une durée t est :
Avec : E en Watt-heure ( Wh ) si t est en heure
E en Joule ( J ) si t est en seconde.
3) Sécurité électrique et dangers du courant.
a) Dangers électriques
Le corps humain est sensible à l’intensité du courant (I). Cette sensibilité n’est pas
dépendante directement de la tension.
Pour information voici un tableau récapitulatif de la sensibilité humaine (remarque:
cette sensibilité varie d’un humain à l’autre et dépend de plusieurs critères comme l’état
de forme, la transpiration, l’âge ...etc.).
intensité
temps de contact
risques
10mA
picotements et brûlures
25mA
3 min
asphyxie
80mA
5s
mort
Le courant électrique devient dangereux lorsque:
- l’intensité est supérieure à 10mA
- la tension est supérieure à 25V
b) Causes d’accidents
elles sont classées en deux catégories:
 Les contacts directs :
lorsqu’une personne touche accidentellement à la fois :
- la phase et le neutre
- la phase et le sol
- deux fils de phase (cas du triphasé)
E = P  t
W

 les contacts indirects:
lorsqu’une personne touche une pièce métallique mise accidentellement sous tension.
Ces contacts sont dangereux voire mortels.
c) dispositifs de protection des personnes
En cas de Contact indirect
Pour les contacts indirects, le dispositif le plus sûr actuellement est l’association du
disjoncteur différentiel (qui coupe le circuit dès qu’il détecte une perte de courant) et
de la prise de terre (qui renvoie vers la terre les pertes de courant éventuelles sur les
appareils)
En cas de Contact direct
Il n’existe malheureusement pas de système adéquat pour protéger les personnes
des contacts directs. Les seuls moyens sont l’éloignement (fils placés en hauteur),
l’encastrement des installation et les gaines isolantes.
Avant tout type de travaux électriques, il faut toujours couper l’alimentation
générale.
d) Protections des installations
Dans les cas de surtension, de court-circuit, de surcharge sur une prise...etc., la
protection la plus efficace est le fusible, à condition de respecter l’ampérage.
Il y a aussi les disjoncteurs divisionnaires qui permettent de diviser l’installation
par secteur ou par fonction. Il suffit de les ré-enclencher lorsqu’ils ont disjonctés.