Oscillations sinusoïdales en courant alternatif

Introduction

En physique, lorsqu’un courant électrique varie de façon périodique et régulière, on parle de courant alternatif dont la tension peut suivre une forme sinusoïdale. Cette partie du cours explique les caractéristiques de ces oscillations, leur représentation mathématique, ainsi que leur traitement par transformation, redressement et lissage.

1. Définition d’une oscillation sinusoïdale

Une oscillation sinusoïdale est une variation périodique d’une grandeur (ici la tension) décrite par une fonction sinusoïdale. La tension \( u(t) \) s’écrit généralement sous la forme :

avec :

• \( U_{max} \) : amplitude de la tension (value maximale)
• \( \omega \) : pulsation exprimée en rad/s, elle est liée à la période par \( \omega = rac{2\pi}{T} \)
• \( \phi \) : phase initiale

2. La courbe de la tension sinusoïdale

La courbe d'une tension sinusoïdale est une sinusoïde. Elle présente une alternance continue entre valeurs positives et négatives, avec une répétition régulière dans le temps, caractérisée par la période \( T \).

3. Redressement d’une tension sinusoïdale

Le redressement consiste à transformer la tension alternative en tension unidirectionnelle. Deux types principaux existent :

• Redressement simple (monophasé) : élimine la partie négative de la sinusoïde, souvent avec une diode.
• Redressement en pont (triphasé) : utilise quatre diodes pour convertir toute la sinusoïde en une tension positive.

4. Lissage de la tension redressée

Le lissage permet d'obtenir une tension plus stable. C’est généralement réalisé avec des condensateurs (filtres) qui stockent l’énergie lors des pics et la restituent lors des creux. La tension après lissage est appelée tension continue ou CC approximative.

5. Transformation d’une tension sinusoïdale

La tension sinusoïdale peut être modifiée en amplitude, en fréquence ou en phase, grâce à des circuits spécifiques comme les transformateurs (pour ajuster la tension en courant alternatif).

Résumé

Conclusion

Les oscillations sinusoïdales en courant alternatif sont fondamentales dans l’électricité. Leur étude permet de concevoir et d’optimiser la distribution, la transformation et l’utilisation de l’énergie électrique.