Tout savoir sur le courant alternatif – CA AC

Le courant électrique est caractérisé par une circulation de charges – les électrons – à travers un matériau conducteur sous l’impulsion d’une tension.

Il existe différents types de courant qui dépendent de la façon dont circulent les électrons dans le conducteur. Le courant alternatif et le courant continu sont les deux types de courant électrique les plus couramment utilisés dans le monde. Voici les informations essentielles à connaître sur le courant alternatif.

Qu’est-ce que le courant alternatif ?

Définition

Le courant alternatif (CA ou AC en anglais pour « Alternating Current ») est un type de courant dans lequel les électrons changent périodiquement de direction, inversant leur mouvement par alternance à une fréquence constante. C’est de ce phénomène que provient le terme de courant « alternatif ».

Selon la puissance désirée, le courant alternatif peut être monophasé ou triphasé. Dans nos logements et pour tout usage résidentiel, on utilise le plus souvent le courant alternatif monophasé.

Les caractéristiques du courant alternatif

Le courant alternatif est aussi appelé courant « sinusoïdale » puisque le mouvement des électrons dans celui-ci obéit à une loi sinusoïdale. Les électrons entament leur mouvement jusqu’à atteindre une vitesse maximale, puis leur vitesse diminue jusqu’à devenir nulle ce qui leur permet de changer de sens. Ils reprennent ensuite leur déplacement mais cette fois-ci dans l’autre sens.

Lorsque les électrons ont réalisé deux changements de direction successifs, ils ont parcouru ce que l’on appelle un cycle. Ce même cycle est répété indéfiniment.

Le nombre de cycle mesuré pendant 1 seconde définit la fréquence du courant, exprimée en hertz (Hz). Par exemple, dans un courant alternatif de fréquence 50Hz, les électrons se déplacent de 50 cycles en 1 seconde. En France et dans tout l’Europe nous utilisons du courant alternatif 50Hz, les Etats-Unis quant à eux utilisent du 60Hz. Il existe en réalité une grande diversité de courant alternatif avec des tensions et des fréquences variables.

Avantages et inconvénients du courant alternatif

Les avantages :

• Plus simple à transformer. Grâce à un transformateur, il est possible de modifier facilement sa tension à la hausse ou à la baisse. On utilisera ainsi des basses tensions dans les habitations afin de diminuer le risque (électrocution, arc électrique), et des hautes tensions pour le transport (moins de perte).
• Plus simple à transporter : pour transporter une puissance donnée sur de grandes distances, on peut augmenter la tension et par conséquent réduire le courant dans les conducteurs. Cela permettra ainsi de réduire les pertes sans avoir recours à un gros conducteur.
• Plus simple à exploiter. En effet, le courant alternatif passe par la valeur 0 deux fois par cycle. On peut ainsi facilement couper le courant alternatif à l’aide d’un disjoncteur. Les systèmes de protection qui existent sont donc plus efficaces et moins chers que ceux liés au courant continu.

Même s’il possède de nombreux avantages, le courant alternatif est généralement plus dangereux qu’un courant continu de même intensité. De plus, lors d’une électrisation, en plus des brûlures internes et externes, sa fréquence perturbe la fréquence cardiaque. À partir de 1A, soit l’ampérage d’un réfrigérateur standard, une électrisation avec du courant alternatif peut causer un arrêt cardiaque.

Différence entre courant alternatif et courant continu

Dans un courant continu (CC ou DC en anglais pour « Direct Current« ), les électrons se déplacent dans une seule direction, de la borne positive à la borne négative d’une source de tension (comme une pile ou une batterie).

Afin de l’intégrer plus facilement au réseau de distribution, le courant continu peut être transformé en courant alternatif en utilisant un onduleur. C’est d’ailleurs le cas de l’énergie produite par les éoliennes et les panneaux photovoltaïques. Même si le courant alternatif est aujourd’hui le plus utilisé, le courant continu est très adapté à d’autres usages (pour le photovoltaïque par exemple).

Le courant alternatif dans l’installation domestique

Production et distribution du courant alternatif 

Avant d’arriver jusque dans nos foyers, le courant électrique est généré par une centrale électrique via un alternateur qui transforme l’énergie mécanique en énergie électrique. Une fois produit, le courant alternatif ne peut pas être stocké, il est donc immédiatement transporté jusqu’aux différents points d’utilisation. Le courant alternatif est acheminé sous haute tension afin de limiter les pertes.

Avant d’arriver dans nos habitations, la tension est abaissée à 230V via un transformateur (abaisseur) afin qu’il soit utilisable pour nos appareils. Le courant peut alors alimenter les différents appareils électriques de nos habitations.

L’utilisation du courant alternatif dans l’installation domestique

Dans nos habitations, nous utilisons l’électricité sous forme de courant alternatif. Tous nos circuits et appareils fonctionnent avec du courant alternatif (réfrigérateur, machine à laver, prises électriques, éclairage etc…)

Cependant, certains appareils de notre quotidien fonctionnent en interne avec du courant continu. Ce sont notamment les appareils électroniques portatifs qui fonctionnent sur pile ou batterie (téléphone, ordinateur portable, lampe de poche) ou encore les voitures électriques.