le courant alternatif est un courant périodique , en général sinusoïdal, qui change de sens 2 fois par période . il est caractérise par sa tension de crête et par sa fréquence en Hertz (Hz) qui est le nombre d’alternance de sens par seconde . en France cette fréquence est de 50 Hz, en Amérique du nord de 60Hz.
l’avantage principal du courant alternatif par rapport au courant continu, c’est qu’il peut voir ses caractéristiques (tension et intensité) modifiées par un transformateur à enroulements.
en France on utilise couramment 2 systèmes de courant alternatif , le 230 volts monophasé et le 400 Volts triphasé. comme nous allons le voir plus bas , en fait les centrales électrique produisent a la base du courant triphasé 230V et ensuite on ne garde que la composante d’une phase pour alimenter le circuit electrique en 230 V monophasé .
400 V triphasé
c’est le courant de base produit par les centrales électriques ( nucléaire, barrage , éoliennes). il est composé de 3 courants sinusoïdaux de même fréquence et de même amplitude de tension efficace à 230 volts qui sont déphasés entre eux d’1/3 de tour soit 120° soit 2π⁄3 radians.
Du fait du déphasage de 120°, un réseau dont la tension efficace entre phase et neutre est de 230 V aura une tension composée efficace entre phases de :
d’ou l’appelation de reseau 400V triphasé . mais si l’on regarde comment se présentent les amplitudes relatives entre phases et entre phase et neutre au niveau des différents câbles du réseau 400 V tri , on a le schéma ci dessous.
230 V monophasé:
une fois intégré le schéma ci dessus , on comprends immédiatement comment est réalisée l’alimentation 230 V monophasée d’une maison , le réseau extérieur est distribué en 400V tri et une phase seule avec un câble de neutre est tirée depuis le réseau vers le tableau de distribution électrique de la maison .
certaines habitations sont alimentées en triphasé jusqu’au tableau de distribution puis c’est au niveau du tableau de distribution que ce fait ensuite la séparation des phases pour tirer les différentes “antennes 230V” comprenant une phase , le neutre et un câble de terre qui est tiré depuis un pieux en cuivre planté dans le sol quelque part dans le sous sol de la maison.
Calculs sur les puissances en courant alternatif:
la particularité des puissances en courant alternatif , c’est que l’on manipule des tensions et des intensités elles mêmes alternatives et de forme sinusoïdale. on parle de tension efficace Ue et d’intensité efficace Ie avec la particularité que Ie est déphase d’un angle φ (phi) par rapport à la tension efficace. l’angle Phi est connu comme représentant le facteur de puissance ( en fait exactement cos(Phi) .
d’un point de vue mathématique , on peut représenter la variation dans le temps des 2 fonctions de la façon suivante:
ou Um et Im sont les valeurs maxi de tension et Intensité.
une fois intégré cette notion de déphasage entre Tension et intensité, la formule classique de puissance P= UI appliquée a des composantes déphasées se décompose en deux puissances :
la puissance active Pa (ou puissance réelle) correspond à la puissance moyenne fournie au cours d’une période donnée, elle est exprimée en voltampères (VA)
Pa = UI cos φ
dans une installation de bon niveau , cos φ = 0,9
la puissance réactive Pr, est la partie imaginaire ( notion de nombre complexes) de la puissance apparente ” complexe”. elle est exprimée en voltampères réactifs (VAR)
Pr = UI sin φ
pour plus de détails voir ici:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Puissance_en_r%C3%A9gime_alternatif