Courant alternatif

La valeur instantanée de tension est décrite par une équation de type :

u(t) = u₀⋅sin(ω⋅t)

où

• u₀ est l'amplitude du signal, la tension de crête, en volts (V),
• ω est la pulsation du signal, en radians par seconde (rad⋅s^-1), défini par ω = 2⋅π⋅ƒ = 2⋅π/T
  ƒ étant la fréquence du signal en hertz (Hz), T étant la période du signal en secondes (s).

L'intensité du courant a une équation du type :

i(t) = i₀⋅sin(ω⋅t + φ)

où

• i₀ est l'amplitude du signal en ampères (A),
• φ est le déphasage, ou phase à l'origine, exprimé en radians.

De façon stricte, un courant alternatif sinusoïdal est autant de temps (T/2) positif que négatif, ce qui implique que sa composante continue soit nulle. La sinusoïde oscille donc de façon équilibrée autour de 0, impliquant des valeurs moyennes (mathématiquement) u et i nulles, et des valeurs efficaces (électriquement) de

• ${\displaystyle \mathrm {U} ={\frac {u_{0}}{\sqrt {2}}}}$,
• ${\displaystyle \mathrm {I} ={\frac {i_{0}}{\sqrt {3}}}}$.

On considère les deux signaux sur la figure ci-contre. On dit de ces deux signaux qu'ils sont identiques mais déphasés de π (une demi-période). Entre leurs deux équations, il y a donc seulement le déphasage (ou phase à l'origine) qui diffère.

En réalité, l'important est que la différence des phases à l'origine vaut φ_bleu – φ_rouge = kπ où k est un entier impair, puisqu'un tel déphasage (π radians correspondant à 180 degrés) correspond à un décalage d'un demi-tour sur le cercle trigonométrique. On associe donc à un signal, la valeur opposée de l'autre, car sin(x + k⋅π) = – sin(x). Quand le signal bleu est au maximum, le rouge est au minimum, et inversement. On remarque que les deux signaux sont opposés, c’est-à-dire symétriques par rapport à l'axe des abscisses.

Le courant monophasé est le plus utilisé pour le grand public. Il utilise deux conducteurs : la phase et le neutre (généralement relié à la terre au dernier transformateur, comme le neutre du courant triphasé).

Seuls les alternateurs polyphasés sont susceptibles de fournir une puissance élevée. C'est le courant triphasé qui est utilisé pour la fabrication industrielle de l'électricité. L’alimentation électrique triphasée utilise quatre câbles, un pour chacune des trois phases, et un câble pour le neutre. Chacun des trois câbles de phase est parcouru par un courant alternatif sinusoïdal déphasé de 2${\displaystyle \pi }$/3 radians (120 degrés) par rapport aux deux autres câbles. Le neutre est généralement relié à la terre au départ, il n'est donc pas un câble de transport, à l'arrivée il est simplement recréé par un couplage en étoile des enroulements triphasés secondaires du transformateur de distribution basse tension (230/400 volts). Ce neutre est de nouveau relié à une prise de terre aux endroits où cela est nécessaire.

Le courant de phase ${\displaystyle J}$ est le courant traversant une phase d'un récepteur.

Le courant de ligne ${\displaystyle I}$ est le courant traversant une ligne.

A, B et C sont le nom des trois lignes. N est le neutre dans le cas d'un raccordement étoile. Dans le cas d'un raccordement triangle, il n'y a pas de neutre.

Si le récepteur est raccordé en étoile (appelé aussi Y), ${\displaystyle I_{\text{A}}=J_{\text{AN}}}$.

Si le récepteur est raccordé en triangle (appelé aussi ${\displaystyle \Delta }$), ${\displaystyle I_{\text{A}}={\sqrt {3}}J_{\text{AB}}e^{(-j{\frac {\pi }{6}})}}$.

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