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Le courant alternatif (CA) est un courant électrique dont l’amplitude et la direction varient de façon cyclique.
Il a été développé et piloté par l’inventeur, l’ingénieur mécanique et électrique et le physicien Nikola Tesla. Tous les brevets concernant ce courant ont été cédés à Westinghouse Electric afin d’obtenir des capitaux et de pouvoir poursuivre les projets avec le courant alternatif.
La forme d’oscillation du courant alternatif la plus utilisée est l’oscillation sinusoïdale avec laquelle on obtient une transmission d’énergie plus efficace, à tel point que lorsqu’on parle de courant alternatif, on comprend qu’il s’agit d’un courant alternatif sinusoïdal.
Cependant, dans certaines applications, d’autres formes d’oscillation périodique sont utilisées, comme l’oscillation triangulaire ou rectangulaire.
Utilisé de façon générique, le courant alternatif désigne la forme sous laquelle l’électricité atteint les ménages et les industries. Cependant, les signaux audio et radio transmis par des câbles électriques sont également des exemples de courant alternatif. Dans ces utilisations, le but le plus important est généralement la transmission et la récupération d’informations codées (ou modulées) sur le signal de courant alternatif.
Le premier alternateur à produire du courant alternatif était un générateur dynamoélectrique basé sur les principes de Michael Faraday, construit par le fabricant d’instruments français Hippolyte Pixii en 1832. La technologie du courant alternatif a été développée pour la première fois en Europe grâce aux travaux de Guillaume Duchenne (années 1850), de la société hongroise Ganz Works (années 1870) et dans les années 1880 : Sebastian Ziani de Ferranti, Lucien Gaulard et Galileo Ferraris.
En 1876, l’ingénieur russe Pavel Yablochkov a inventé un système d’éclairage où des ensembles de bobines d’induction ont été installés le long d’une ligne à haute tension AC. Au lieu de modifier la tension, les enroulements primaires transféraient la puissance aux enroulements secondaires qui étaient connectés à une ou plusieurs » bougies électriques » (lampes à arc) de leur propre conception.
Transformateurs
Les systèmes CA peuvent utiliser des transformateurs pour commuter le courant de basse à haute tension et vice versa, ce qui permet de produire et de transmettre sur de longues distances à haute tension, d’économiser sur les coûts des conducteurs et les pertes de puissance, et la consommation à basse tension.
Un transformateur de puissance bipolaire à noyau ouvert mis au point par Lucien Gaulard et John Dixon Gibbs a fait l’objet d’une démonstration à Londres en 1881, et a suscité l’intérêt de Westinghouse. Ils ont également exposé l’invention à Turin en 1884. Cependant, ces premières bobines d’induction à circuit magnétique ouvert sont inefficaces pour transférer la puissance aux charges. Jusqu’à environ 1880, le paradigme de la transmission du courant alternatif d’une source de haute tension à une charge de basse tension était un circuit en série.
Des transformateurs à noyau ouvert avec un rapport proche de 1:1 ont été connectés avec leurs primaires en série pour permettre l’utilisation d’une haute tension pour la transmission et présenter une basse tension aux lampes.
Le défaut inhérent à cette méthode était que le fait d’éteindre une seule lampe (ou un autre dispositif électrique) affectait la tension fournie à toutes les autres dans le même circuit. De nombreux modèles de transformateurs réglables ont été introduits pour compenser cette caractéristique problématique du circuit en série, y compris ceux qui utilisent des méthodes pour ajuster le noyau ou empêcher le flux magnétique autour d’une bobine. Les systèmes à courant continu n’avaient pas ces inconvénients, ce qui leur donnait des avantages importants par rapport aux premiers systèmes à courant alternatif.
Nikola Tesla
En 1882, le physicien, mathématicien, inventeur et ingénieur Nikola Tesla, a conçu et construit le premier moteur à induction à courant alternatif, un dispositif capable de convertir une certaine forme d’énergie en énergie de rotation mécanique, qui permet d’alimenter un moteur en courant alternatif, avant d’être transformé en courant continu.
Dans la distribution du courant alternatif, Tesla note que cette énergie voyage en pauses sur les pics sinusoïdaux, puis crée une
second signal désynchronisé avec le premier pour combler ces pauses, permettant l’amplification du CA, sans avoir à construire un nouvel électricien comme le courant continu le méritait.
Cependant, la plus grande crainte de l’utilisation du CA était le danger qu’une telle quantité d’énergie représente dans la maison. Pour résoudre le problème, Tesla étudie un dispositif mis au point par le
Les ingénieurs européens ont appelé transformateur, avec ce composant vous pouvez augmenter la tension pour la transmission et ensuite la diminuer pour l’utilisateur final. Avec les améliorations du transformateur, l’invention du moteur électrique, le pouvoir d’amplifier/diminuer la tension alternative, entre autres, Nikola Tesla g
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