c.a.

Le courant alternatif (CA) est un courant électrique qui change de direction périodiquement, circulant d'avant en arrière à travers un conducteur selon un cycle répétitif. Dans la plupart des réseaux industriels et domestiques, ce cycle se produit 50 ou 60 fois par seconde, selon la norme régionale. Le CA est la forme dominante de distribution d'énergie électrique dans le monde entier, car il peut être élevé et abaissé en tension efficacement à l'aide de transformateurs, ce qui rend la transmission sur de longues distances pratique et économique.

La tension et le courant dans un circuit CA varient sinusoïdalement au fil du temps. Dans un système à 60 Hz, la forme d'onde effectue 60 cycles complets par seconde; dans les systèmes à 50 Hz utilisés en Europe, en Asie et en Afrique, la fréquence est proportionnellement plus basse. Cette nature oscillante distingue fondamentalement le CA du courant continu (CC), où les électrons circulent de manière constante dans une seule direction. La puissance CA est généralement mesurée en watts pour la puissance réelle, en volt-ampères réactifs (VAR) pour la puissance réactive et en volt-ampères (VA) pour la puissance apparente.

La production de CA repose sur l'induction électromagnétique. Un conducteur tourne dans un champ magnétique, induisant une tension qui alterne naturellement à mesure que différents pôles du champ passent devant l'enroulement. Ce principe rend la production de CA plus simple et plus robuste que les systèmes CC équivalents, en particulier à grande échelle. La plupart des centrales électriques, qu'elles soient thermiques, hydroélectriques ou éoliennes, génèrent directement du CA.

Complications pratiques et contrôle

Les systèmes CA introduisent des défis absents des circuits CC. La réactance inductive et capacitive fait que le courant et la tension se déphasent, réduisant la puissance réelle délivrée par rapport à la puissance apparente. La correction du facteur de puissance, réalisée à l'aide de batteries de condensateurs ou de compensateurs synchrones, résout ce problème dans les environnements industriels. Les circuits CA présentent également un effet de peau à des fréquences plus élevées, où le courant se concentre à la surface du conducteur plutôt que de circuler uniformément à travers la section transversale, augmentant ainsi la résistance.

Le CA triphasé, standard dans la distribution industrielle, utilise trois conducteurs transportant du courant déphasé de 120 degrés les uns par rapport aux autres. Cette configuration offre une alimentation électrique plus stable et une meilleure utilisation du cuivre par rapport au CA monophasé. Les moteurs, en particulier, fonctionnent plus efficacement avec une alimentation triphasée, car le champ magnétique rotatif qu'ils produisent est intrinsèquement plus doux et ne nécessite aucun mécanisme de démarrage.