Objectifs :
• Définir : tension alternative.
• Distinguer une tension alternative sinusoïdale et en donner les caractéristiques.

I. Tension Alternative et Tension Alternative Sinusoïdale

• Tension continue : tension dont le sens ne change pas au cours du temps.
Elle est produite par des batteries.
• La tension alternative est une forme de tension électrique où la polarité et l'intensité varient régulièrement dans le temps, elle change de direction périodiquement.
Elle est délivrée aux bornes d’une prise de courant de secteur.
• La tension alternative sinusoïdale est un type spécifique de tension alternative où la variation de la tension suit une forme d'onde sinusoïdale, caractérisée par une courbe en forme de sinusoïde.

II. Visualisation d'une tension alternative sinusoïdale et caractéristiques

II.1 Visualisation d'une tension alternative sinusoïdale

L’oscilloscope est l’appareil qui permet de visualiser les variations d’une tension alternative en fonction du temps.
La courbe ci-dessus appelée oscillogramme (sinusoïde) est la courbe représentative d’une tension alternative sinusoïdale.
Cette onde présente des crêtes positives et négatives, représentant les valeurs maximales positives et négatives de la tension.
• La partie de la courbe située entre deux sommets ou deux creux consécutifs est appelée motif. La durée qui sépare deux sommets consécutifs est appelée période (durée d’un motif) notée \(T\) et exprimée en secondes (s).
• La fréquence\( f\) est l’inverse de la période \(T\). c’est aussi le nombre de périodes par unité de temps. Elle s’exprime en Hertz (Hz).
La fréquence \(f\) et la période \(T\) sont liées par la relation : \(f = \frac{1}{T}\)
\(f\) frequence en Herz (Hz)
\(T\) periode en secondes (s)
La représentation graphique d'une tension alternative sinusoïdale montre une onde sinusoïdale qui varie périodiquement dans le temps.

II.2. Caractéristiques d'une tension alternative sinusoïdale

Une tension alternative sinusoïdale est caractérisée par plusieurs éléments :
• Amplitude (Valeur Maximale) : La valeur maximale positive ou négative de la tension dans un cycle sinusoïdal.
• Période : La durée nécessaire pour compléter un cycle sinusoïdal, mesurée en secondes.
• Fréquence : Le nombre de cycles complets de tension alternée qui se produisent par unité de temps, mesuré en Hertz (Hz).
L’oscillogramme nous permet de mesurer :
- La période T est telle que \(T = n \times b\) avec :
\(N\) le nombre de divisions (div) sur l’axe des temps ;
\(b\) le balayage horizontal en seconde / division (s/div) ;
\(T\) période en secondes en (s).
- La valeur de la tension maximale \({U_{\max }}\) telle que : \({U_{\max }} = n \times s\)
\(n\) nombres de divisions sur l’axe des tension
\(s\) sensibilité verticale en Volts/ divisions
\({U_{\max }}\) tension maximale en volts \((V)\)

III. Valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale

La valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale est la valeur de tension continue qui produirait la même puissance moyenne dans une résistance donnée que la tension alternative sinusoïdale.
Pour une onde sinusoïdale, la valeur efficace est notée \({U_{eff}}\) et vaut : \({U_{eff}} = \frac{{{U_{\max }}}}{{\sqrt 2 }}\)
où \({{U_{\max }}}\) est l'amplitude de la tension maximale.
De même, on peut avoir la relation entre l’intensité efficace \({{I_{\eff }}}\) et l’intensité maximale \({{I_{\max }}}\) telle que : \({I_{eff}} = \frac{{{I_{\max }}}}{{\sqrt 2 }}\)
\({{U_{\max }}}\) et \({{I_{\max }}}\) sont généralement indiquées par les compteurs électriques éneo
Chaque appareil électrique porte un chiffre suivi de la lettre V : c’est sa tension nominale
Un générateur de tension alternative a pour symbole :

V. Dispositifs de production des tensions alternatives

Plusieurs dispositifs sont utilisés pour produire des tensions alternatives, notamment :
• Alternateurs : Convertissent l'énergie mécanique en énergie électrique sous forme de tension alternative.
• Onduleurs : Convertissent une tension continue en une tension alternative.
• Générateurs : Produisent une tension alternative à partir de diverses sources d'énergie comme l'énergie solaire, éolienne, etc.
La tension alternative est largement utilisée dans les réseaux de distribution électrique en raison de sa facilité de transformation et de transport sur de longues distances.
Ce cours présente les caractéristiques et les principes fondamentaux de la tension alternative, ainsi que les dispositifs utilisés pour sa production, mettant en évidence son importance dans la distribution d'électricité moderne.