Courant alternatif

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Traduction

Courant alternatif monophasé (Français) / Single phase alternating current (Anglais) / / التيار المتردد أحادي الطور (Arabe)

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Traductions

Définition

Domaine, Discipline, Thématique

Sciences Techniques / Electricité / Electronique / Magnétique / Electrotechnique / Electromagnétique / Mécanique / Mécatronique / Sciences de l'ingénieur / Internet des objets

Définition écrite

• Le courant alternatif, également connu sous le sigle AC, est un courant électrique produit par le mouvement répétitif des électrons dans un circuit électrique fermé. Contrairement au courant continu (DC), où les électrons se déplacent dans une seule direction, les électrons dans un courant alternatif se déplacent dans deux directions opposées de manière régulière et périodique. Il transporte des quantités d'électricité alternativement égales dans les deux sens par période. En raison de cette caractéristique, un courant alternatif possède une valeur moyenne nulle.

• La forme la plus utilisée de courant alternatif est le courant sinusoïdal, essentiellement utilisée pour transmettre et distribution de l'énergie électrique sur de longues distances. Le courant alternatif est caractérisé par sa fréquence, elle correspond au nombre d'oscillation pendant une période du signal en une seconde. Un courant alternatif de 50 Hz effectue cinquante oscillations par seconde, c'est-à-dire qu'il change cent fois de sens par seconde.

• Pour qu'un récepteur électrique fonctionne correctement (allumer une lampe par exemple), il est nécessaire que le circuit électrique soit fermé. Il existe des conventions de couleurs internationales à suivre pour alimenter les récepteurs électriques (résistif ou inductif) tout en assurant la sécurité des personnes contre les défauts d'isolement par l'utilisation de fil de terre ou un disjoncteur différentiel dans l'installation électrique. Le disjoncteur magnétothermique et le fusible sont utilisés pour assurer la protection des biens contre les courts-circuits et les surcharges. Ces dispositifs de sécurité permettent de protéger les personnes et les biens contre les risques électriques.

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En termes mathématiques, un courant alternatif sinusoïdal est caractérisée par son expression instantanée suivante : i(t)= IMax .sin(2π .f .t+ᵠ) avec: - i(t) : expression instantanée du courant électrique en fonction du temps en volt noté (V); - IMax : valeur maximale du courant électrique en volt noté(V); - f: fréquence en hertz noté (Hz); - t: temps en secondes noté (s); - ᵠ: déphasage entre le courant i(t) et la tension u(t) en degré noté (°) ou en radian noté (rad).

Courant alternatif - Historique (+)

Définition graphique

Carte conceptuelle: Courant Alternatif

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  AC JF1

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  AC JF2

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  AC JF3

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  AC JF1

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Concepts ou notions associés

Electricité / Courant alternatif / Courant alternatif monophasé / Tension alternatif / Tension alternatif monophasé / Symbole / Convention et norme / Puissance active / Puissance active monophasé / facteur de puissance / Puissance réactive / Puissance réactive monophasé / Puissance apparente / Puissance apparente monophasé / Quantité d'énergie / consommation d'énergie électrique / Coût d'électricité / Période / Fréquence / pulsation / Phase / Déphasage / Expression instantanée / Amplitude maximale / Valeur efficace / Ampèremètre analogique / Ampèremètre numérique / Voltmètre analogique / Voltmètre numérique / Wattmètre analogique / Wattmètre numérique / Multimètre / Oscilloscope / Transformateur / Récepteur électrique / Lampe / Inductance / Cordant électrique / Source de tensions électriques / Distribution / Energies renouvelables / Consommation en énergie / Dangers électriques / Electrisation / Electrocution / Sécurité électrique / Appareils de protection des personnes / Appareils de protection des biens / Défaut d'isolement / Court-circuit / Surcharge / Surintensité / Prise de terre / Panneaux de préventions de sécurité électrique / Panneaux d'obligation de sécurité électrique / Panneaux de secours de sécurité électrique / Habilitation électrique / Réseau de distribution basse tension RDBT / Installation photoélectrique / Champ photoélectrique / Panneau photoélectrique / Cellule photoélectrique / Silicium de type P: Dopage Bore / Silicium de type N: Dopage Phosphore / Diode by-pass / Logiciel PVsyst / Fusible / Sectionneur / Parafoudre / Onduleur / Disjoncteur différentiel / Disjoncteur magnétothermique / Gaspillage électrique / Gestion de l'énergie / Prix / Quantité d'énergie / Durée

Exemples, applications, utilisations

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Erreurs ou confusions éventuelles

• Confusion entre Nicola Tesla - Tomas Edison
• Confusion entre Source de tension continu - source de tension alternatif
• Confusion entre Symbole de la tension continu - symbole de la tension alternatif
• Erreur fréquente: Caractéristiques de la tension alternative sinusoïdale
• Erreur fréquente: L’électron traverse le circuit électrique à une vitesse vertigineuse pour atteindre la lampe et la faire briller
• Erreur fréquente: Pour allumer une lampe, il suffit qu'un seul fil électrique
• Erreur fréquente: la luminosité de la lampe placée en amant d'une résistance est supérieure à la luminosité d'une lampe placée en aval de la même résistance
• Erreur fréquente: La résistance ,placée dans un circuit électrique, donne, à sa sortie, un courant plus faible que celui à l'entrée de la résistance
• Erreur fréquente: La résistance doit être toujours placée devant la lampe pour la protéger
• Confusion entre Tension continu - tension alternative pour allumer la lampe de ma chambre
• Erreur fréquente: Le courant électrique est un fluide d'électrons qui circulent dans les fils d'un circuit électrique et qui s'arrêtent lorsque le circuit est ouvert
• Erreur fréquente: La conductibilité du courant électrique dépend de la couleur des fils électrique
• Erreur fréquente: La conductibilité du courant électrique dépend de la couleur des fils électrique
• Confusion entre Appareil de protection des personnes - appareils de protection des biens
• Erreur fréquente: L'installation d'une prise de terre n'est pas importante dans une installation électrique
• Erreur fréquente Le courant est dangereux pour la vie de l'être humain
• Confusion entre Circuit résistif - Circuit inductif
• Erreur fréquente Les appareils électriques éteints ne consomment pas d'énergie
• Erreur fréquente Tout les moteurs convertie l'énergie électrique en une énergie mécanique de rotation
• Erreur fréquente: Tension est redressée seulement à la sortie d'une diode

• Erreur fréquente Un ventilateur consomme plus d'énergie qu'un fer à repasser

• Erreur fréquente Facteur de puissance égale à 1 annule la puissance réactive Q et par conséquence la facture d'électricité diminue
• Erreur fréquente: Les propriétés de matériaux conducteurs ont la même la conductibilité électrique
• Erreur fréquente: la phase est plus dangereuse que le neutre
• Erreur d'identification: Les propriétés électriques des matériaux affectent la même quantité de courant électrique
• Erreur fréquente: L'éclairage s'effectue lors du premier contact du courant électrique avec la lampe
• Erreur fréquente: La résistance s'oppose au passage des électrons donc le courant à sa sortie est plus inférieure que celui qui y entre
• Confusion entre Valeur maximale - valeur efficace
• Confusion entre La pile est un recevoir de courant, qui donne du courant à l'ampoule, elle-même consommatrice de courant
• Erreur fréquente: Le déphasage du courant par rapport à la tension ne dépend pas du type du récepteur résistif ou inductif
• Erreur fréquente: Le fil électrique plus épais transporte plus de courant
• Erreur fréquente Lacune de nomenclature: le professeur ne maitrise pas la formule chimique des termes qui les emplois. Lithium et de Manganèsedioxide (Li/MnO2) ou Lithium et de fer Phosphate (LiFePO4)
• Erreur fréquente Lacune de formule chimique de la substance chimique qui se trouve dans une batterie

Questions possibles

Courant alternatif: Questions / Réponses

• Préparer, en petit groupe, un exposé sur l’électricité utilisée pour l'éclairage des villes en 19ème siècle
• En se basant sur la figure.1 suivante, expliquer à ton ami quelle source d'alimentation (continu ou alternative) utilise-t-on pour allumer une lampe

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  Figure.1

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• Préciser la différence entre le symbole de tension continu et tension alternative
• En petit groupe, formuler un paragraphe récapitulant les caractéristiques d'une tension alternative sinusoïdale en utilisant les vocabulaires suivants:

alternatif, valeur maximale, valeur efficace, période, pulsation propre, fréquence, valeur instantanée.

• Cocher la bonne réponse en justifiant votre choix: Si vous aviez à comparer la vitesse moyenne de déplacement des électrons dans le circuit électrique, elle serait du même ordre de grandeur que :

    - La vitesse de la lumière;
    - La vitesse du son;
    - La vitesse d’une voiture;
    - La vitesse de marche d’un homme; 
    - La vitesse d’un escargot. 

• En petit groupe, compléter le montage nécessaire permettant d'allumer la lampe, puis déduire combien de fils conducteurs on doit utiliser pour l'allumer

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  cas 1

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  cas 2

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  cas 3

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  cas 4

• Parmi les trois montages, choisir lequel qui correspond à la bonne luminosité des lampes en introduisant une résistance entre eux

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  Montage 1

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  Montage 2

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  Montage 3

• Discuter en plénière, la quantité du courant avant et aprés la résistance introduite dans le montage 3 précédant

• En petit groupe, préciser la figure qui corresponde au bon endroit de la résistance afin de protéger la lampe d'un courant fort

 - Courant continu 

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  Figure 3

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  Figure 4

 - Courant alternatif 

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  Figure 1

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  Figure 2

• Expliquer à ton amis, la tension de la prise murale utilisée pour allumer la lampe de ta chambre est-elle continu ou alternative
• En petit groupe, comparer en analysant le mouvement des électrons dans un circuit électrique ouvert et dans un circuit électrique fermé
• Réaliser les expériences suivantes, interpréter puis conclure sur l'influence de la propriété de conduction du courant électrique par rapport aux couleur des fils électriques

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  Expérience 1

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  Expérience 2

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  Expérience 3

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  Expérience 4

• Expliquer à tes amis qu'une convention de couleur des fils conducteurs est respectée dans une installation domicile
• Relier par une flèche les termes suivants afin de préciser ce qui assure chaque appareil de protection

       - Disjoncteur magnétothermique
       - Prise de terre                      - Protection de personnes 
       - fusible                             - Protection des biens
       - Disjoncteur différentiel

• Dans une installation électrique domicile, explique pourquoi les prises du salon et des chambres à coucher sont différents par rapport aux prises utilisés dans la cuisine et la salle de bain
• Le courant électrique est -il dangereux
• Quelle est la différence entre circuit résistif et circuit inductif
• Expliquer à tes amis comment économiser la facture de l'électricité
• Discuter, en petit groupe: Un moteur convertie toujours l'énergie électrique en une énergie mécanique de rotation
• Comparer la nature de tension obtenue avant et aprés une diode placée dans un circuit électrique fermé lorsqu'il est alimenté par une tension alternative

• Le facteur de puissance peut-il affecter la facture d'électricité
• Quel est l'influence du facteur de puissance sur les différents types des puissances correspondantes à une charge résistive et une charge inductive
• Quel est, parmi les deux matériaux l'or ou le cuivre, le métal le plus important dans la vie
• Dans un tableau électrique de votre maison, expliquer la présence de plusieurs disjoncteurs magnétothermiques et un seul disjoncteur différentiel
• Préparer, en petit groupe, un exposé sur les mesures de sécurité pour se protéger des dangers électriques
• Expliquer à tes amis la différence entre le déplacement des électrons dans un circuit alimenté par une tension continu et un circuit alimenté par une tension alternative

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Liaisons enseignements et programmes

Education: Liens, sites et portails

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Idées ou Difficultés liées à son enseignement

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Aides et astuces

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