Caractéristiques des tensions et des courant sinusoïdaux
Les tensions ou les courants produits et distribués en France sont alternatifs et sinusoïdaux car leurs caractéristiques physiques sont liées à la fonction trigonométrique sinus.
Définition : Tension sinusoïdale ou courant sinusoïdal
Expression mathématique de la tension sinusoïdale : v(t) = Vm.sin(ω.t ±θ) ou v(t) = Vm.sin(angle±angle de déphasage).
Expression mathématique d'un courant sinusoïdal : i(t) = Im.sin(ω.t ±θ) ou i(t) = Im.sin(angle±angle de déphasage).
V(t), i(t) : valeurs instantanées respectivement en volts et en ampères de la tension et de l'intensité.
Vmax, Imax : valeur maximale ou crête de la tension et du courant.
ω.t : l'angle en radians (pour respecter le système international).
θ : angle de déphasage (négatif ou nul ou positif).
Définition : La période symbole "T"
C'est le plus court intervalle de temps séparant deux points ou deux états électriques absolument identiques. Sur la figure, on voit que v(t) est identique pour les instants 0 et T. En effet, v(t) est égale à 0 et dans les 2 cas elle est croissante.
T = 1/f avec f la fréquence en hertz du signal et T le temps en secondes d'une période.
Pour le courant industriel et domestique distribués en France, T = 1/50 soit 0.02 s ou 20 millisecondes (20 ms).
Définition : L'alternance
L'alternance est égale à T/2 en durée. Par période on a une alternance positive (de 0 à T/2) et une alternance négative, (de T/2 à T).
Définition : La fréquence symbole f
C'est le nombre de périodes par ou pour une seconde. Elle est indiquée par la lettre "f" et s'exprime en Hertz , (Hz).
Définition : La pulsation ω (lire oméga)
La pulsation ω est la vitesse angulaire du courant ou de la tension produits. On l'exprime en radians/seconde.
ω= 2π.f ou ω = 2π/T avec π (pi) = 3,1415....
Remarque :
Le courant alternatif est fabriqué par des alternateurs en rotation, qui génèrent plusieurs périodes ou plusieurs tours pour chaque seconde.
Un tour ou une rotation forme un angle de 2π radians ou 360 degrés.
En France la fréquence de rotation est de 50 tours par seconde soit 50 Hz. Donc pour une seconde on obtient une vitesse angulaire de 2π.50 rads/s soit environ 314 rads/s.
Définition : La valeur efficace
Attention :
Les valeurs indiquées par les mesureurs (multimètres, pinces) en alternatif sinusoïdal sont toujours des valeurs efficaces.
Mais pour un signal alternatif quelconque et non sinusoïdal, il faut un mesureur "T.R.M.S." en anglais, (True Root Mean Square) ou "efficace vrai" en français.
Pour reconnaître un appareil dit "TRMS", c'est simple, il possède une fonction "ac+dc".
Définition : Le déphasage
Deux grandeurs sinusoïdales de même fréquence, peuvent être décalées dans le temps l'une par rapport à l'autre.
Ce temps de décalage peut être converti en un angle désigné par la lettre "φ", (lire fi). L'angle φ est l'angle de déphasage.
