DIFFÉRENCES ENTRE COURANT ALTERNATIF ET CONTINU? - SCIENCE - 2025

La différence entre le courant alternatif et continu réside essentiellement dans la façon dont les électrons se déplacent dans les fils qui le transportent. En courant alternatif, il s'agit d'un mouvement oscillatoire, tandis qu'en courant continu les électrons circulent dans un seul sens: du pôle négatif au pôle positif.

Mais il y a plus de différences, allant de la génération à l'efficacité d'utilisation, de sécurité et de transport. Chacun a ses avantages et ses inconvénients, de sorte que l'utilisation de l'un ou de l'autre dépend de l'application.

	Courant alternatif	Courant continu
Direction du courant	Bidirectionnel (oscillant)	Unidirectionnel (uniforme)
La source	Alternateurs	Batteries, batteries, dynamos
Sources de force électromotrice (emf)	Conducteurs ou conducteurs oscillants ou rotatifs en présence de champ magnétique.	Réactions électrochimiques à l'intérieur des cellules et des batteries. Générateurs AC commutés ou redressés avec diodes
Fréquence de fonctionnement	Dans les prises domestiques et industrielles 50Hz ou 60HZ	0 Hz
Tension de fonctionnement	110 V ou 220 V	1,5 V; 9V; 12V ou 24V
Tension de transmission longue distance	Jusqu'à 380000 volts	Il ne peut pas être transporté sur de longues distances car il a de nombreuses pertes
Ampères circulant dans un moteur de 1 Hp	Monophasé 110V 60Hz: 16 ampères	À 12 volts CC: 100 ampères
Courant maximum par Joule de consommation	110 V: 0,01 A / J 220 V: 0,005 A / J	12 V: 0,08 A / J 9 V: 0,1 A / J
Éléments passifs dans les circuits	Impédances: -Résistif -Capacitif -Inductif	-La résistance
avantage	Peu de pertes lors du transport.	Il est sûr car il est à basse tension. Stockable dans les piles et les piles.
Désavantages	Pas très sûr en raison de la tension de fonctionnement élevée.	Il ne peut pas être transporté sur de longues distances car il a de nombreuses pertes
Applications	Domestique et industriel: machines à laver, réfrigérateurs, usines de fabrication.	Équipements électroniques portables: smartphones, ordinateurs portables, radios, lampes de poche, montres.

Courant alternatif

Il n'est pas possible de parler de courant alternatif sans évoquer Nikola Tesla (1846-1943), l'ingénieur d'origine serbo-croate qui l'a inventé et promu. C'est lui qui a produit le plus de brevets pour ses applications, son transport et ses utilisations.

Tous ces brevets ont été cédés à la société américaine Westinghouse Electric Co par son créateur, afin d'obtenir le financement nécessaire à ses expériences et projets.

Les premiers essais sur courant alternatif ont été réalisés par l'un des principaux pionniers de l'électricité: Michael Faraday (1791-1867), qui découvrit l'induction électromagnétique et construisit le premier générateur de courant alternatif.

La transmission du courant alternatif est beaucoup plus efficace. Source: Pixabay.

L'une de ses premières utilisations pratiques en 1855 était l'électrothérapie avec un courant alternatif pour activer la contraction musculaire. Pour ce type de traitement, le courant alternatif était bien supérieur au courant continu.

Plus tard en 1876, l'ingénieur russe Pavel Yáblochkov a inventé un système d'éclairage basé sur des lampes à arc électrique et des générateurs de courant alternatif. En 1883, l'entreprise austro-hongroise Ganz Works avait déjà installé une cinquantaine de systèmes d'éclairage à courant alternatif.

Les inventions de Tesla

Parmi les principales contributions de Nicola Tesla pour le développement et l'utilisation du courant alternatif, il y a l'invention du moteur électrique qui fonctionne avec du courant alternatif, sans avoir besoin d'être converti en courant continu.

Nikola Tesla a également inventé le courant triphasé, pour tirer le meilleur parti de l'énergie dans la production et de l'infrastructure dans le transport de l'électricité. Aujourd'hui, ce système est toujours utilisé.

Transformateur

L'autre grande contribution au développement du courant alternatif a été l'invention du transformateur. Cet appareil permet d'augmenter la tension pour le transport longue distance et de baisser la tension pour une utilisation plus sûre dans les maisons et l'industrie.

En définitive, cette invention a fait du courant alternatif une meilleure alternative en tant que procédé de distribution d'énergie électrique que le procédé à courant continu.

Le précurseur du transformateur moderne était un appareil à noyau de fer appelé «générateur secondaire», exposé à Londres en 1882 et plus tard à Turin, où il était utilisé pour l'éclairage électrique.

Le premier transformateur à noyau de fer fermé, tel que nous le connaissons aujourd'hui, a été présenté par deux ingénieurs hongrois de la société Ganz à Budapest. Les brevets ont été achetés par Westinghouse Electric Co.

Caractéristique fondamentale du transformateur

La caractéristique fondamentale du transformateur est que le quotient entre la tension de sortie dans le secondaire V _S et la tension d'entrée dans le primaire V _P est égal au quotient entre le nombre de tours de l'enroulement secondaire V ₂ divisé par le nombre de tours du enroulement primaire n ° ₁:

V _S / V _P = N ₂ / N ₁

En choisissant simplement le rapport de tours approprié entre le primaire et le secondaire du transformateur, la tension de sortie correcte peut être obtenue avec précision et sans perte de puissance appréciable.

Schéma du transformateur. Source: Wikimedia Commons. KundaliniZero

Le premier système de distribution électrique commercial utilisant des transformateurs a été inauguré dans l'État du Massachusetts, aux États-Unis, en 1886.

Mais l'Europe suivait le rythme du développement électrique, car la même année, une ligne de transmission basée sur le transformateur nouvellement inventé a été installée à Cerchi, en Italie, qui transmettait du courant alternatif sur une distance de 30 km à une tension effective de 2000 volts..

Le transformateur n'était pas seulement une révolution dans le domaine de la transmission d'énergie électrique. Également dans le domaine de l'industrie automobile, lorsqu'il était utilisé par la Ford Motor Company dans le système de bobine d'allumage des bougies d'allumage Ford Model T.

Courant continu

Le courant continu a été produit en 1800 grâce à l'invention de la pile voltaïque, ainsi nommée parce que son inventeur était le physicien italien Alessandro Volta, qui a vécu entre 1745 et 1827.

Bien que l'origine du courant n'ait pas été bien comprise, le physicien français André Marie Ampère (1775-1836), a identifié deux polarités dans les cellules voltaïques et a supposé que le courant électrique circulait du pôle positif au pôle négatif.

Aujourd'hui cette convention est toujours utilisée, même si l'on sait que les porteurs de charge électrique sont les électrons qui vont juste à l'opposé, de la borne négative à la borne positive.

Figure 4. Le courant continu est stocké de manière pratique et pratique dans des batteries. (pixabay)

L'inventeur français Hippolyte Pixii (1808–1835) a construit un générateur constitué d'une boucle ou d'une boucle de fil qui tournait autour d'un aimant, notant que chaque demi-tour, le flux de courant était inversé.

À la suggestion d'Ampère, l'inventeur a ajouté un commutateur et ainsi la première dynamo ou générateur de courant continu a été créée.

En ce qui concerne les systèmes d'éclairage électrique, entre 1870 et 1880, des lampes à arc électrique ont été utilisées qui nécessitaient une haute tension, en courant continu ou continu.

Comme on le sait, la haute tension est très dangereuse à utiliser dans les maisons. En ce sens, l'inventeur américain Thomas Alva Edison (1847-1931) a rendu l'utilisation de l'électricité à des fins d'éclairage plus sûre et plus commerciale. Edison a perfectionné l'ampoule à incandescence en 1880 et l'a rendue rentable.

La guerre des courants: AC vs DC

Tout comme Nikola Tesla était le promoteur du courant alternatif, Thomas Alva Edison était le promoteur du courant continu parce qu'il le considérait plus sûr.

Même pour décourager l'utilisation du courant alternatif à des fins commerciales, Edison a inventé la chaise électrique à courant alternatif, afin que le public comprenne son danger pour la vie humaine.

Initialement, Nikola Tesla a travaillé pour la compagnie d'électricité Edison Electric et a apporté diverses contributions pour améliorer les générateurs de courant continu.

Figure 5. De droite à gauche Henry Ford, Thomas Edison, le président des États-Unis Warren G. Harding et Harvey S. Firestone, 1921, via Wikimedia Commons.

Mais comme Tesla était convaincu des avantages du courant alternatif du point de vue de son transport et de sa distribution, il n'a pas fallu longtemps aux divergences avec Edison pour mettre ces deux fortes personnalités en conflit. Ainsi commença la guerre des courants: AC vs. DC.

Les avantages de la transmission de courant alternatif et des premiers systèmes de distribution de courant alternatif interurbains en 1891 ont amené Edison, qui continuait obstinément à plaider pour le courant continu, à perdre la présidence et la direction de l'entreprise qu'il avait fondée, qui passait s'appeler General Electric Company.

Nikola Tesla n'a pas non plus gagné cette guerre, car finalement George Westinghouse et les actionnaires de sa société sont devenus millionnaires. Tesla, qui est devenu obsédé par l'idée de transmettre de l'énergie électrique sur de longues distances sans fil, s'est retrouvé pauvre et oublié.

Courant continu haute tension

L'idée d'utiliser le courant continu pour la distribution d'énergie électrique à longue distance n'a pas été entièrement écartée, depuis que de tels systèmes ont été développés dans les années 1950.

Aujourd'hui, le câble sous-marin le plus long du monde pour le transport d'énergie électrique, le câble NorNed, qui relie la Norvège aux Pays-Bas, utilise un courant continu de 450 000 volts.

Figure 6. Tracé du câble sous-marin NorNed entre les Pays-Bas et la Norvège, qui transporte du courant continu à travers la mer du Nord. Source: Wikimedia Commons.Michiel1972

L'utilisation du courant alternatif pour les câbles sous-marins ne convient pas car l'eau de mer est un excellent conducteur d'électricité et un câble sous-marin à courant alternatif induit des courants de Foucault dans l'eau salée. Cela entraînerait de grandes pertes de l'énergie électrique à transmettre.

Le courant continu haute tension est également utilisé aujourd'hui pour alimenter les trains électriques au moyen de rails.

Références

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