Courant alternatif et électronique

D’après: Eugene HECHT. Physique. Éditeur ITP de boeck.
Courant alternatif
et électronique

Physique Deuxième Bachelier Biologie/Géographie/Géologie. Daniel Bertrand 23.2
Utilité du courant alternatif
Transport de l’électricité et perte de puissance par effet Joule
PJ= RI2
Alimentation d’une ville moyenne: 10 MW (P = IV)
À une tension de 200 V: I = 5×104A
Transport sur câble de Cu de 1 cm de diamètre (R ≈0,4 Ω/km)
Æperte de 106 kW/km ou 106kW.h/km !
•Intérêt à augmenter la tension et diminuer le courant
•Transformateurs (fonctionnants en courant alternatif)

Physique Deuxième Bachelier Biologie/Géographie/Géologie. Daniel Bertrand 23.3
Résistances en courant alternatif
F.é.m. courant alternatif: fonction sinusoïdale:
v(t) = Vmsin ωt= V
msin 2πft (pulsation ω= 2πf = 2π/T)
Tension instantanée Tension maximale Vcc = 2Vm
Résistance Æcourant
m
v(t) V
i(t) sin t
RR
=
=ω
Intensité instantanée
Tension et courant nuls quand 2πft = nπ
Ænn
t2f
π
==
ω
m
m
V
IR =
Intensité maximale :
Et i(t) = Imsin ωt= I
msin 2πft

Physique Deuxième Bachelier Biologie/Géographie/Géologie. Daniel Bertrand 23.4
Tension et intensité efficaces
Définition: 1 Ampère (courant alternatif) Æmême puissance
qu’ 1 Ampère (courant continu)
Æintensité efficace (Ieff) et tension efficace (Veff = RIeff)
Puissance instantanée: p(t) = Ri2(t)
Mesure effet thermique moyen (R constante): <P> = R<i2(t)>
Par définition: 2
eff
PRI<>= Æ2
eff
II i(t)
=
=< >
22222
mm
i(t) I sin t I sin t< >=< ω>= < ω>
m
eff
I
II 2 == m
eff
V
VV 2 == eff eff
PVI
<
>=
NB. Tension efficace 220 V ÆVm=220 V ×1,414 = 311 V !!!
21
2
sin t
<
ω>=

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Exemple: un sèche-cheveux
Sèche-cheveux de 2.200 W sous 220 V.
Intensité du courant débité, valeur maximale et résistance ?
(hypothèse: appareil purement résistif)
eff
eff
2.200W
P
I10,0A
V 220V
<
>
== =
Intensité efficace:
Intensité maximale : meff
I2I1,41410,0A14,1A==× =
Résistance Æloi d’Ohm appliquée aux valeurs efficaces:
eff
eff
220V
V
R22
I10,0A
=
==Ω