Le courant alternatif : Définition
Le courant alternatif : Définition
| Nous avons vu dans la section
précédente consacrée au courant continu, que celui-ci était caractérisé par un
mouvement d'ensemble unidirectionnel des électrons. Plus clairement, ceux-ci circulent
d'un pôle vers un autre et ce continûment. L'étude du courant alternatif fera appel à quelques notions de trigonométrie (rien de méchant, rassurez-vous) que je vous propose de revoir immédiatement. |
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Notion de Sinus - Cosinus. Les fonctions sinus et cosinus sont des fonctions comme les autres, au même titre de f(x) = 2x. Regardez, grâce à cette figure comme il est simple de s'en souvenir |
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Nous traçons
un cercle de rayon "r" qui vaudra toujours 1. L'axe vert est l'axe des cosinus L'axe rouge est l'axe de sinus. Et maintenant que vais-je bien pouvoir faire de ceci ? |
| Je cherche à déterminer
le sinus et le cosinus d'un angle de 60°. Avec la méthode graphique, rien de plus simple. Je trace le cercle de rayon 1, le positionne avec un rapporteur mon angle de 60° et je réalise la projection du point obtenu sur le cercle sur les axes sinus et cosinus. Il ne me reste plus qu'à prendre une règle et à mesurer. Je mesure 0,5 sur l'axe des cosinus et 0,86 sur l'axe des sinus, donc Sin (60) = 0,86 Cos (60) = 0,5 |
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C'est bien joli mais à quoi cela sert-il ? Et bien par exemple à calculer la longueur de vos haubans d'antenne quand vous connaissez la hauteur du pylône et l'angle que vous voulez donner. Nous y reviendrons |
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| A ce propos, nous avons évoqué la fonction
f(x) = 2x. Quest-ce que cela signifie ? C'est très simple. Je fais varier x de 1 à 10 par exemple et je calcule à chaque fois la valeur de f(x) Ce qui donne : x = 1 2 3 4 5 f(x)= 2 4 6 8 10 Vous avez compris le principe. Maintenant traçons le résultat, les x sur l'axe des x, f(x) sur l'axe des Y. Bon ceci juste pour la culture générale. |
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| Pour
expliquer ce qu'est le courant alternatif, rien ne vaut la pratique, nous allons voir
comment nous pourrions le produire nous-même. Nous réalisons un bobinage muni d'une manivelle pour le faire tourner (nous ferons abstraction des problèmes mécaniques, ce n'est pas l'objet). Nous plaçons l'ensemble entre les pôles d'un gros aimant. Nous relions les fils de notre solénoïde à un oscilloscope et en avant, nous faisons tourner aussi régulièrement que possible notre manivelle. |
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Et nous
obtenons ceci sur notre écran qui représente l'allure de la tension induite dans notre
bobinage. Si vous vous demandez comment un tel prodige à pu se produire, je vous recommande de relire attentivement le chapitre consacré à l'électromagnétisme ! Quelques explications quand même : |
| Nous avons entraîné
notre manivelle à une vitesse angulaire w de 1 tour par seconde. L'aimant produit un champ magnétique B Notre solénoïde est composé de N spires de section S. Nous savons que le flux sera égal à F = B S N Mais ce flux n'est pas constant, puisque notre bobinage tourne et qu'il n'offre pas toujours la plus grande section au champ magnétique. Nous dirons que le solénoïde a tourné d'un angle a = w t Le flux vaudra donc : F = B S N cos ( w t) Par ailleurs nous savons que toute variation de flux implique une fem induite qui aura pour valeur: u = um sin(w t) |
Tout ce qui se trouve à gauche
n'est pas à retenir, il s'agit juste de comprendre le phénomène de production et de
faire un rappel sur l'électromagnétisme. Retenez que tout champ magnétique tournant induit dans un bobinage une fem . (la fem étant la force électromotrice tandis que le courant est la force magnétomotrice) |
| Les notions essentielles à
retenir : |
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| Toute tension alternative sinusoïdale sera de la forme | u = um sin(w t) |
| Nous étudierons au chapitre suivant ce que sont w, la période, la fréquence | U en volt Um en volt, c'est la tension maximale atteinte w = pulsation = 2 P f en radians/seconde f = fréquence en Hertz t = temps en seconde |
| L'allure d'un courant ou d'une
tension sinusoïdale est comme ceci ----> Observez l'axe rouge qui scinde notre sinusoïde en deux parties égales, à chaque fois que cet axe est traversé, le courant change de sens, càd que les électrons partent en sens inverse. |
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| Nous nous arrêterons ici pour
ce chapitre tant les notions vues sont importantes et nouvelles. Ne vous bloquez pas sur les formules ou sur la trigonométrie, retenez par cœur uniquement le paragraphe intitulé "Notions essentielles à retenir". |
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