Différence principale - courant alternatif vs courant continu

L'énergie électrique pourrait être fournie soit sous forme de courant alternatif (AC) ou en tant que courant continu (CC). Les différence principale entre le courant alternatif et continu est que, en courant continu, les électrons circulent en continu dans une direction tandis que, en courant alternatif, les électrons oscillent périodiquement.

Qu'est-ce que le courant continu

En courant continu, les électrons circulent dans un seul sens. Un courant continu peut être formé en connectant deux points à des potentiels électriques différents avec un conducteur. Les électrons circuleront alors du potentiel le plus négatif vers le potentiel le moins négatif, tant que les potentiels sont maintenus. Par exemple, si nous connectons deux points aux potentiels électriques -2 V et -5 V, les électrons circuleront de l'extrémité -5 V à l'extrémité -2 V.

Pour des raisons historiques, le sens du courant est considéré comme étant dans la direction opposée à la direction du flux d'électrons. Le sens du courant dans l'exemple ci-dessus est de -2 V à -5 V. Il n'y a rien qui circule dans ce sens: c'est juste une convention.

Qu'est-ce que le courant alternatif

Dans le courant alternatif, les électrons oscillent d'avant en arrière. Les maisons sont généralement alimentées par des courants alternatifs. Ici, un conducteur est connecté entre un potentiel qui change périodiquement de valeur et un potentiel qui reste à 0 V. Le potentiel variable change sa valeur entre des valeurs positives et négatives, de sorte que les électrons dans le conducteur sont amenés à aller et venir. La différence de potentiel appliquée aux bornes du conducteur varie alors de façon sinusoïdale:

Comment la tension varie avec le temps dans les circuits CA (bleu) et CC (rouge)

La plupart des équipements électroniques fonctionnent avec des courants continus. Souvent, le courant alternatif de l'alimentation doit être converti en courant continu avant que l'appareil puisse utiliser le courant. Les raison principale de l'utilisation du courant alternatif pour la transmission (plutôt que DC) est qu'historiquement, il était facile de changer la tension des courants alternatifs à l'aide d'un transformateur. Cela signifiait que l'électricité pouvait être transférée sur de grandes distances à haute tension et à faible courant. Lorsque l'électricité est transmise avec un courant plus faible, la perte de puissance pendant la transmission est considérablement plus faible. Lors de l'alimentation en électricité des maisons, un transformateur pourrait être utilisé pour convertir facilement le courant plus faible avec une tension élevée dans les lignes de transmission en un courant plus important avec une tension plus faible utilisée dans les maisons.

Étant donné que le courant oscille continuellement, la puissance dissipée sur tout appareil connecté à un courant alternatif changera également périodiquement. Cependant, pour les courants alternatifs, la tension peut être caractérisée par un seul nombre appelé le tension moyenne quadratique (RMS). Pour un courant alternatif sinusoïdal, la tension efficace peut être donnée en termes de tension maximale (

) comme:

Tension quadratique moyenne (RMS) et tension maximale (crête) pour une tension sinusoïdale

Souvent, la puissance dissipée par un composant est calculée en utilisant la tension RMS. La tension RMS et la fréquence (combien de fois le courant inverse la direction par seconde) varient d'un pays à l'autre. Typiquement, des tensions RMS de 230 V sont utilisées, avec une fréquence de 50 Hz. Aux USA, l'alimentation est fournie avec une tension RMS de 120 V à une fréquence de 60 Hz.

AC vs DC: la guerre des courants

À la fin des années 1800, Thomas Edison a préconisé l'utilisation du courant continu pour transmettre l'électricité. Cependant, Nikola Tesla et George Westinghouse étaient convaincus des avantages du courant alternatif pour la transmission longue distance. La compétition entre les deux groupes a été surnommée la « guerre des courants ». On dit qu'Edison s'est donné beaucoup de mal pour rendre le courant alternatif impopulaire, notamment en tuant des animaux avec du courant alternatif pour faire sentir aux gens qu'il est dangereux. Cependant, le courant alternatif a finalement triomphé et la majorité des transmissions se font aujourd'hui en courant alternatif. Cependant, la transmission de courant continu peut être relativement beaucoup moins chère et de nos jours, il n'est pas difficile de modifier la tension du courant continu. Par conséquent, des courants continus haute tension sont également parfois utilisés pour transmettre de l'énergie.

La guerre des courants: Edison (à gauche) voulait distribuer de l'électricité en courant continu, tandis que Tesla (à droite) voulait distribuer de l'électricité en courant alternatif.

Différence entre le courant alternatif et continu

Flux de porteurs de charge

Dans courant DC, les porteurs de charge circulent dans une seule direction.

Dans Courant alternatif, les porteurs de charge circulent dans les deux sens.

Variation de puissance

Dans courant DC, la puissance dissipée à travers une charge reste presque constante.

Dans courant alternatif, la puissance dissipée aux bornes d'une charge varie en continu.

Câblage

courant DC peut être transmis en utilisant seulement deux câbles.

Courant alternatif (3 phases) a besoin de 3 câbles pour transmettre.

Image de courtoisie:

"Thomas Alva Edison, portrait de trois-quarts, assis, de face" par Louis Bachrach, Bachrach Studios, restauré par Michel Vuijlsteke (ID numérique cph.3c05139 de la division des estampes et photographies de la Bibliothèque du Congrès des États-Unis) [Domaine public], via Wikimedia Chambre des communes

"Une image photographique de Nikola Tesla (1856-1943) à 34 ans." par Napoléon Sarony (carte postale (radiographics.rsna.org)) [Domaine public], via Wikimedia Commons