Qu'est-ce que l'électricité AC et DC?

Les scientifiques d'aujourd'hui comprennent que l'électricité est l'un des phénomènes les plus fondamentaux de la nature. Des impulsions électriques circulent constamment dans notre corps, et même la matière même de notre monde est maintenue ensemble par des charges électriques. Malgré cela, l'électricité devait encore être découverte, et il existe une certaine controverse quant à savoir qui a été le premier à le faire.

Le découvreur est peut-être le médecin anglais William Gilbert, qui fut le premier à utiliser le mot « electricus » en 1600. C'est peut-être aussi le scientifique anglais Thomas Browne, qui a inventé le mot « électricité » quelques années plus tard.

Les Américains aiment croire que c'est l'inventeur Benjamin Franklin, qui a prouvé que la foudre était de l'électricité en 1752. Il existe même des preuves pour montrer que les anciens Grecs et Perses connaissaient l'électricité. Celui qui remporte le prix, il y a fort à parier qu'il a découvert l'électricité à courant continu (courant continu). L'électricité AC (courant alternatif) n'est apparue qu'au 19ème siècle.

Les scientifiques visualisent l'électricité comme un flux de particules chargées négativement appelées électrons. Ce sont les mêmes particules qui gravitent autour des noyaux de tous les atomes qui constituent la matière.

Les deux lois fondamentales de l'électricité sont que les opposés s'attirent et se repoussent. Par conséquent, les électrons s'écouleront vers une borne positive et s'éloigneront d'une borne négative. Le flux ne se produit que dans un sens, et la force du flux, ou courant, dépend de la différence de charge entre les deux bornes. Cette différence est la tension entre les bornes.

En l'absence d'entrée externe, les électrons s'accumuleront sur la borne positive et réduiront la différence de potentiel entre les deux bornes, et finalement le flux s'arrêtera.

L'exemple le plus connu de flux de courant continu est peut-être un coup de foudre. Prouver que la foudre est un phénomène électrique était le véritable accomplissement de Benjamin Franklin. Franklin a fait voler un cerf-volant dans un orage et a attaché une clé à la corde du cerf-volant. Lorsque la clé s'est chargée électriquement et lui a donné un léger choc, il était ravi. Il avait prouvé que la charge électrique s'accumule dans les nuages ​​et que la foudre est une décharge de cette énergie électrique dans un éclair momentané de courant continu.

Une batterie est une autre source courante d'électricité CC. Il se compose d'une paire de bornes chargées de manière opposée, et lorsque vous connectez les bornes avec un conducteur, l'électricité circule de la borne négative (la cathode) à la positive (l'anode).

La différence de charge dans une batterie est généralement fournie par un processus chimique dans son noyau, et ce processus ne peut se poursuivre que pendant une durée limitée. Si vous continuez à tirer de l'énergie d'une batterie, elle finit par cesser de produire de la charge et s'éteint.

Le physicien anglais Michael Faraday a découvert l'induction électromagnétique en 1831 lorsqu'il a découvert qu'il pourrait générer un courant électrique dans une bobine de fil conducteur en déplaçant un aimant d'avant en arrière à l'intérieur du bobine.

Surtout, Faraday a noté que le courant changeait de direction chaque fois qu'il changeait la direction de l'aimant. Le fabricant d'instruments français Hippolyte Pixii a utilisé cette découverte pour construire le premier générateur de courant alternatif en 1832.

L'électricité AC est toujours produite par un générateur à induction du type construit par Pixii, bien que les générateurs modernes soient beaucoup plus sophistiqués que la machine de Pixii. Le générateur peut utiliser des aimants rotatifs, ou il peut avoir une bobine rotative, mais il y a toujours des type de rotation impliqué, et la période de rotation définit la fréquence à laquelle le courant change direction.

Parce qu'elle change de direction, l'électricité alternative a une fréquence associée, qui est le nombre de fois par seconde qu'elle s'inverse.

Vous n'avez pas besoin de chercher bien loin pour trouver des exemples d'électricité AC. Les lumières de la pièce dans laquelle vous êtes assis, ainsi que le climatiseur, le radiateur électrique et tous les appareils, fonctionnent sur courant alternatif, qui est généré par votre centrale électrique locale.

La plupart des centrales électriques utilisent la vapeur générée par les combustibles fossiles, la fission nucléaire ou les processus géothermiques pour faire tourner une turbine. La turbine génère de l'électricité par induction électromagnétique, et la vitesse de rotation est soigneusement régulée pour produire de l'électricité avec une fréquence fixe. En Amérique du Nord, la fréquence est de 60 Hz (cycles par seconde), mais dans la plupart des autres pays, elle est de 50 Hz.

Les éoliennes sont des sources d'énergie renouvelables qui produisent également de l'électricité à courant alternatif, mais elles dépendent du vent pour faire tourner leurs turbines au lieu des combustibles fossiles ou du combustible nucléaire. Certains générateurs de vagues ont également des turbines qui produisent du courant alternatif. Lorsque les vagues compriment un système hydraulique ou une poche d'air enfermée, l'énergie stockée est utilisée pour faire tourner une turbine.

Dans le monde électrifié du 21e siècle, il est difficile d'imaginer une époque où il n'y avait pas d'électricité, mais cette époque n'était pas si lointaine. À la fin du XIXe siècle, l'ampoule électrique avait été inventée, mais il n'y avait aucun moyen de générer de l'électricité et de l'introduire dans les maisons afin que les gens puissent utiliser la nouvelle invention.

Thomas Edison, qui a participé au développement et à la commercialisation des ampoules électriques, était favorable à un réseau de production de courant continu stations, tandis que Nikola Tesla, un inventeur serbe et ancien employé d'Edison, a préféré AC générateurs. Tesla a gagné, et voici quelques-unes des raisons :

• Aux tensions nécessaires pour une utilisation à grande échelle de l'électricité, l'électricité CA peut être transmise plus loin le long des lignes électriques avec moins de chute de tension. Si Edison avait prévalu et que l'électricité à courant continu était devenue la norme, il aurait fallu des centrales électriques à moins d'un mile les unes des autres. Tesla, d'autre part, a pu alimenter toute la ville de Buffalo, New York, avec un seul générateur à induction placé sous les chutes du Niagara.

• La production d'électricité en courant alternatif est moins chère. Une génératrice hydroélectrique comme celle de Niagara Falls peut produire de l'électricité à partir d'un processus naturel. Aucune autre entrée n'est nécessaire.

• La tension du courant alternatif peut être modifiée avec un transformateur. À l'époque de Tesla et Edison, cela n'était pas possible avec le courant continu. Aujourd'hui, cependant, il existe des transformateurs qui utilisent des circuits internes ou des onduleurs pour modifier la tension du courant continu.

Bien que l'électricité qui passe par les lignes électriques soit en courant alternatif, les équipements électroniques nécessitent souvent de l'électricité en courant continu. Dans un schéma de circuit, le symbole du courant continu est une ligne droite avec trois points ou lignes en dessous, tandis que celui du courant alternatif est une seule ligne ondulée. Pour convertir le courant alternatif en courant continu, les spécialistes en électronique utilisent généralement un composant de circuit appelé diode ou redresseur. Il fait passer le courant dans un seul sens, créant ainsi un signal continu pulsé à partir d'une source de courant alternatif.

L'outil pour convertir le courant continu en courant alternatif s'appelle un onduleur. Il utilise des transistors, qui sont des composants de circuit qui peuvent s'allumer et s'éteindre très rapidement, pour diriger le courant le long d'une série de circuits chemins qui change effectivement sa direction à travers une paire de bornes centrales, qui est la partie du circuit auquel vous attachez le courant alternatif charge. Les onduleurs sont utilisés dans les véhicules électriques. Ils sont également utilisés dans les systèmes photovoltaïques pour convertir l'électricité CC générée par les panneaux solaires en courant alternatif pour une utilisation dans la maison.