Courant continu

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Ce symbole se trouve sur de nombreux appareils électroniques qui nécessitent ou produisent du courant continu.

Le courant continu[1] ou CC[1] (DC pour direct current en anglais[1]) est un courant électrique dont l'intensité est indépendante du temps (constante).

Par extension, on nomme courant continu un courant périodique dont l'intensité est toujours assez proche de sa valeur moyenne ou dont la composante continue (sa valeur moyenne) est d'importance primordiale [2], ou encore un courant électrique qui circule continuellement (ou très majoritairement) dans le même sens.

Pour qualifier ces grandeurs électriques indépendantes du temps, telles que tension ou courant et des dispositifs fonctionnant en courant continu et tension continue, ou encore des grandeurs associées à ces dispositifs, on utilise les deux lettres CC[1] (courant continu) ou DC[1] Direct current[3].

Sources[modifier | modifier le code]

Les courants continus sont produits par des générateurs ou des dispositifs délivrant des tensions également continues. Les principales sources de courant continu sont :

Un courant alternatif redressé et filtré a toujours une légère composante alternative.

Classification[modifier | modifier le code]

Le terme de courant continu recouvre plusieurs sens :

  • Courant constant : le courant est totalement constant en direction et en amplitude au cours du temps. Les courants de ce type sont parfois appelés courants parfaitement continus.
  • Courant continu lissé : c'est un courant qui s'approche du courant constant, mais qui conserve un certain taux d'ondulation.
  • Courant variable unidirectionnel : c'est un courant qui ne change pas de sens mais dont l'amplitude varie au cours du temps. C'est le cas d'un courant alternatif, redressé mais non filtré.

Les taux et facteurs qui définissent la qualité d'un courant lissé[modifier | modifier le code]

Ils sont nombreux pour des raisons historiques. Les premiers ont été définis à l'époque où l'on ne disposait pas de moyen simple pour visualiser les courants et font appel à des grandeurs mesurables avec des ampèremètres. L'utilisation des oscilloscopes a fait émerger d'autres paramètres. Les définitions ci dessous sont celles normalisées par la norme IEC 60050 qui définit le vocabulaire électrotechnique international. Elle ne sont pas toujours identiques à celles données dans certains cours et manuels.

D'une manière générale plus ces taux et facteurs sont faibles, plus le lissage est effectif. Ils sont nuls pour un courant parfaitement constant.

On pose :

  • <i> \, = valeur moyenne de i \,
  • I \, = valeur efficace de i \,
  • I_a \, = valeur efficace de la composante alternative de i \,
  • \Delta(i) = i_{max} - i_{min} \, : valeur crête à creux de l'intensité.

Le taux d’ondulation[modifier | modifier le code]

La valeur du taux d'ondulation de crête [4] est égal au rapport de la valeur efficace de la composante alternative d'une grandeur ondulée par la valeur efficace de la grandeur elle-même et se calcule avec la relation suivante :  \frac{I_a}{I} ,

Le taux d'ondulation efficace[modifier | modifier le code]

C'est le rapport de la valeur de crête à creux de la composante alternative d'une grandeur ondulée à la valeur absolue de la composante continue [5] Il se calcule avec la relation suivante :  \frac{I_a}{<i>} ,

Le taux d'ondulation de crête[modifier | modifier le code]

La valeur du taux d'ondulation de crête [6] se calcule avec la relation suivante : T_0 = \frac{\Delta(i)}{<i>},

Le facteur d'ondulation du courant[modifier | modifier le code]

Le facteur d'ondulation du courant [7] est égal au rapport de la différence entre la valeur maximale i_{max} \, et la valeur minimale i_{min} \, d'un courant oscillant par deux fois la valeur moyenne <i> \, = . Il se calcule avec la relation suivante : T_0 = \frac{\Delta(i)}{2<i>} ,


Mesure[modifier | modifier le code]

Le courant continu peut être mesuré avec les capteurs de courant de type capteur à effet Néel, capteur à effet Hall ou Shunt.

Utilisation[modifier | modifier le code]

Avant les progrès fait sur l’électronique de puissance le courant continu était réservé aux appareils utilisant peu de puissance électrique (véhicule automobile, camion, laboratoireetc.), recharge d'équipements portables (PC, téléphones mobiles), mais il est aussi utilisé pour les lignes à haute tension HVDC afin de réduire les pertes en ligne par rayonnement essentiellement sur les longues distances[8] ou lorsque les caractéristiques des réseaux électriques entre deux pays sont différentes[9].

Lois usuelles du courant continu[modifier | modifier le code]

Introduction[modifier | modifier le code]

Un courant parcourant un conducteur électrique se manifeste à l'extérieur par de nombreux phénomènes :

La matière, constituée d'atomes, eux-mêmes constitués d'un noyau et d'électrons forment une structure de charges électriques qui s'équilibrent tant qu'un électron n'a pas l'occasion de se libérer pour circuler librement dans la structure de la matière.

Notion de charge électrique[modifier | modifier le code]

Une charge électrique est un ensemble de particules dont la somme algébrique des charges n'est pas nulle. Soient -e la charge de l'électron et +e la charge du proton.

Pour des raisons historiques, la physique de l'électron ayant été connue bien après que les principales propriétés de l'électricité aient été mises en évidences, il a été décidé, du fait que les électrons circulent dans le sens inverse du sens qui avait été choisi par convention, que la charge du principal porteur de charge utile qu'est l'électron serait considérée comme négative.

Il faut donc retenir que la charge électrique de l'électron est :

q=-e

et que la charge électrique d'un électron en coulomb est : -1,6×10-19 C. Pour mettre en mouvement les électrons, il est nécessaire de fournir une certaine énergie proportionnelle au nombre d'électrons à déplacer et qui peut entre deux points A et B d'un conducteur s'écrire :

W=U*Q

Le facteur de proportionnalité U étant appelé différence de potentiel entre A et B et n'est autre que la tension mesurée entre A et B.

Références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d et e Courant alternatif et courant continu, sur le site greenfacts.org, consulté le 14 janvier 2014
  2. IEC 60050-131
  3. par opposition au courant alternatif noté CA (courant alternatif) ou AC (Alternating Current) IEC 60050-151)
  4. IEC 60050-103-06-11
  5. IEC 60050-103-06-12
  6. IEC 60050-103-06-13
  7. IEC 60050-411-50-26
  8. Voir HVDC pour plus de détail
  9. Par exemple entre la France et l’Angleterre où la fréquence est identique mais pas la phase, ni les tolérances sur la fréquence

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]