Les effets d`un courant alternatif

COURANT ALTERNATIF.
Les effets d'un courant alternatif.
Expérience.
Montons en série ( fig 1. ):
une cuve à électrolyse à sulfate de cuivre,
une bobine plate orientée N-S et agissant sur une aiguille aimantée, une bobine agissant sur un barreau
de fer doux,
deux fils d'argent, parallèles et peu tendus.
Si l'on applique aux bornes du circuit une tension continue, d'abord dans un sens puis dans l'autre, on
constate que:
1° Le transport de cuivre par électrolyse et l'action du courant sur l'aiguille aimantée s'inversent avec le
courant, ce sont des phénomènes polarisés.
2° L'effet joule qui porte les fils d'argent au rouge, l'attraction du barreau par la bobine, la répulsion
entre les deux fils d'argent se produisent de la même façon pour les deux sens du courant, ce sont
des phénomènes non polarisés.
Fig 1
Si l'on applique aux bornes de cet ensemble la tension alternative du réseau, il n'y a pas de transport de
cuivre et l'aiguille aimantée ne dévie pas. Les phénomènes polarisés ne se manifestent pratiquement pas en
courant alternatif.
Au contraire, les phénomènes non polarisés se manifestent en courant alternatif comme en courant
continu: les fils d'argent rougissent et s'écartent, et le barreau de fer est attiré.
Explications :
Les phénomènes polarisés se produisent bien en alternatif, par exemple le couple auquel est soumis
l'aiguille aimantée s'inverse 100 fois par seconde, et à cause de son inertie, l'aiguille reste pratiquement au
repos. On observe un effet moyen nulle.
Les phénomènes non polarisés agissent toujours dans le même sens: les effets on le même sens pour les
deux sens du courant. En régime permanent, on observe un effet qui est pratiquement constant à cause de
l'inertie mécanique pour le barreau, et thermique pour l'échauffement Pour un phénomène non polarisé, l'effet
moyen d'un courant alternatif ne dépend que de sa valeur efficace; cet effet moyen est égal à celui que
produirait un courant continu égal à la valeur efficace du courant alternatif ( la notion d'intensité efficace sera
précisée plus loin)
Représentation d'un courant alternatif.
Le courant alternatif distribué par le réseau varie suivant une loi sinusoïdale ( fig l ); la courbe qui
représente le courant alternatif est donc une sinusoïde.
Fig 2
Nous voyons que le courant varie progressivement de zéro vers une valeur maximum positive, diminue
ensuite pour changer de sens en passant par zéro, pour atteindre ensuite une valeur maximum négative et
revenir à zéro. Le courant alternatif à ainsi parcouru un cycle ou période.
On appelle la période T d'un courant alternatif, le temps qui s'écoule entre deux reprises consécutives du
même sens du courant alternatif; on la représente par la lettre T et se mesure en secondes. Une période est
constituée de 2 alternances, l'une positive et l'autre négative. Le nombre de périodes par seconde s'appelle la
fréquence du courant alternatif, que l'on représente par la lettre f et qui se mesure en périodes par secondes (
p/s appelée Hertz (Hz ))
Entre la fréquence f et la période T existe la relation:
T= 1
f
T en secondes
f en périodes par secondes (p/s ou hertz (Hz)
Sur la fig 2 ,OD représente une période, OB une demi période ou une alternance, OAB est l'alternance
positive tandis que BCD est l'alternance négative.
A l'instant 0, le courant est nul, puis, il croit dams le sens positif. A un instant déterminé, par exemple,
au bout de 0,003 secondes, son intensité représentée par EF atteint une valeur i, c'est l'intensité instantanée à
l'instant t = 0,003 secondes ( symbole i ). L'intensité continue à croître jusqu'a une valeur maximum
correspondant à 1/4 de période, c'est l'intensité maximum du courant alternatif ( symbole Im ) Ensuite,
l'intensité décroît, s'annule au bout d'une demi-période, change de sens, passe par la valeur Im, pour changer à
nouveau de sens à la fin de la période, et ainsi de suite.
La tension alternative varie évidement suivant la même loi.