Qu'est-ce que AC en fait?

Qu'est-ce que le courant alternatif (AC)? Et le courant continu (DC)? J'ai lu plusieurs livres sur l'analyse de base des circuits électriques et ils sont contradictoires.

1. Certains livres disent que AC est le même que l'état stationnaire sinusoïdal. C'est-à-dire une fonction sinus ou cosinus (en fait, ils sont les mêmes seulement décalés horizontalement). Par exemple, . Selon ces livres, DC est totalement stationnaire (statique), c'est-à-dire que la tension et le courant ne dépendent pas du temps ( , où ). Les courants ont la même forme que les tensions sur chacun de ces cas.$v(t) = A \sin(\omega t + \phi)$$v(t) = k$$k = \mathrm{const.}$
2. Selon d'autres livres, AC est tout courant qui change (c'est-à-dire en alternance) son signe au fil du temps ( ). Avec la notation mathématique: et pour certains et où . Il pourrait avoir n'importe quelle forme tant qu'il alternerait son signe.$t$$i(t_1) < 0$$i(t_2) > 0$$t_1$$t_2$$t_1 \neq t_2$

Je suis enclin à penser qu'en pratique gagne la première option mais peut-être vaut-il mieux l'étymologie de la deuxième option.

Quelques autres questions ont un rapport avec ceci:

1. Le courant alternatif est-il une tension qui est la somme d'un état stationnaire sinusoïdal et d'une tension constante? Par exemple, .$v(t) = A \sin(\omega t + \phi) + k$
2. Le courant alternatif est-il une onde en dents de chie?

AC n'a pas de signification précise, sa signification peut dépendre du contexte. Il est probablement préférable d'identifier différentes formes d'onde et de demander si elles peuvent être appelées AC.

Une forme d'onde sinusoïdale avec une moyenne nulle serait certainement considérée comme CA.

Un carré, un triangle ou toute autre forme d'onde avec une moyenne nulle serait également considéré comme CA.

Si l'une de ces formes d'onde avait une petite moyenne non nulle, elles pourraient être décrites comme CA avec une petite composante CC.

Généralement avec AC, la partie `` alternée '' de la description suggère (mais elle est aussi faible que ne le suggère) que la forme d'onde inverse de temps en temps la polarité. Si l'une des formes d'onde ci-dessus avait une grande moyenne de courant continu, de sorte qu'elle ne s'inverse pas, alors elle pourrait être décrite comme un courant continu fluctuant ou un courant continu avec ondulation (comme le souligne Michael K), ou pourrait être appelée CA au-dessus de CC ou CA avec un grand composant CC. Tout serait correct, ou du moins, aucun d'entre eux n'a tort.

Dans tous les cas, si la forme d'onde est vraiment importante, décrivez la tension de la forme d'onde en fonction du temps, ne vous attardez pas sur la façon dont différentes personnes essaient de la nommer. Si c'est dans un examen ou un cours, mémorisez ce que votre tuteur attend de voir (ce sera dans leurs notes) et reproduisez-le simplement pour les notes.

C'est en fait une question plus complexe que vous ne l'imaginez.

À première vue, nous pensons aux volts sinusoïdaux qui sortent de la paroi en CA et aux volts qui sortent d'une batterie en CC, mais en réalité, ce ne sont que deux exemples, presque purs, couramment disponibles.

Comme le mentionne @ThePhoton, en réalité, toutes les tensions peuvent être exprimées comme ayant deux composants. Une partie DC et une fonction de temps AC. La fonction de temps peut être n'importe quoi. Un sinus simple, un triangle, une onde d'impulsion, tout ce que vous aimez avec une amplitude moyenne de zéro.

Évidemment, la prise murale a, ou devrait avoir, une partie zéro DC, et la batterie devrait avoir une fonction zéro AC. Cependant, en réalité, la plupart de chaque signal a à la fois dans une certaine mesure ou une autre.

En pratique, que nous appelions un signal AC ou DC dépend en grande partie des informations que le signal transporte et de la façon dont nous avons l'intention de les utiliser.

Exemple 1: considérons la sortie d'un pont redresseur.

Évidemment, l'entrée ici est AC, mais comment appelons-nous la sortie.

Si nous allons l'utiliser pour la fonction régulière pour générer une source d'alimentation CC, nous l'appelons CC, bien qu'il s'agisse vraiment d'une fonction CA avec un composant CC.

Si toutefois nous avions l'intention d'introduire cette onde rectifiée complète dans un amplificateur en tant que signal, nous l'appellerions un signal alternatif.

Exemple 2: considérons un simple amplificateur polarisé en courant continu

Encore une fois, l'entrée est évidemment du courant alternatif classique, mais pour fonctionner correctement, une composante de tension continue est ajoutée et la sortie se termine par une composante continue de Q. Cependant, nous appellerions toujours la sortie un signal alternatif malgré la polarisation.

En fait, cela reste vrai même si le signal d'entrée est supprimé. Sur la portée, la sortie peut ressembler à une tension continue, mais nous la qualifierions de signal alternatif d'amplitude nulle (polarisé).

Exemple 3: est-ce CA ou CC?

Vous pouvez appeler cette forme d'onde une tension continue avec une ondulation, ou vous pouvez l'appeler une tension alternative avec un grand décalage continu.

Soit pourrait être correct. Laquelle est la plus correcte dépend entièrement de la façon dont le signal est utilisé. Dans certaines applications, les deux pourraient même être vraies.

En conclusion:

Outre les exemples les plus simples de tensions de ligne et de batterie, les termes AC et DC sont relatifs et spécifiques à l'application. Le terme que vous utilisez ou entendez devrait invoquer une certaine signification utilitaire supérieure.

Il existe deux définitions différentes de AC et DC qui ne sont pas entièrement d'accord.

1. Un signal est DC s'il a toujours le même signe, toujours positif ou toujours négatif. Un signal est AC s'il est parfois négatif et parfois positif.

2. Un signal est DC s'il ne varie pas dans le temps, et AC s'il varie dans le temps et a une valeur moyenne de 0. (Nb: cela signifie que tous les signaux ne peuvent pas être classés comme purement AC ou purement DC, comme nous allons voir ci-dessous)

Je ne sais pas d'où vient la première définition ou quel sous-domaine la préfère, mais je l'ai vue utilisée et vigoureusement défendue à plusieurs reprises sur Stackexchange et d'autres sites en ligne.

La deuxième définition est celle utilisée dans la théorie des circuits et la plupart des travaux académiques en EE, selon mon expérience. La valeur de cette définition est que tout signal peut être décomposé en composants CA et CC comme

$v_{dc}(t) = {\rm constant}$

Avec ces définitions, dans de nombreux circuits, nous pouvons trouver des moyens de comprendre le comportement du circuit en analysant séparément les effets des composants DC et AC du signal. Par exemple, si l'amplitude de la composante alternative est faible, il pourrait être possible d'analyser son comportement dans un modèle linéarisé d'un circuit, même si le circuit est non linéaire.

Comme vous l'avez remarqué, "AC" est un terme avec plusieurs définitions.

• AC signifie courant alternatif! Période! N'écoutez pas les autres !!!

:)

• AC signifie ondes sinusoïdales uniquement: tension AC et courant AC. (Eh bien, le cosinus est également acceptable.)

• AC signifie «dynamique» ou «changeant». Si cela ne change pas, c'est statique et DC.

Dans ce cas, une pointe de tension étroite n'est pas CA, car elle n'est pas actuelle, mais elle est également purement CA, car elle change rapidement. Mais ce n'est vraiment pas AC, car il n'a qu'une seule polarité; il ne franchit pas zéro ni ne change d'avant en arrière. Mais ce n'est pas non plus AC car ce n'est pas sinusoïde !!!

Évitez les arguments stupides et méfiez-vous toujours de courir après le «sens unique» des mots. Cela s'appelle une «bataille swiftienne».

Cela a été bien parodié dans les Voyages de Gulliver, où les Liliputiens ont eu une guerre entre les Big-endians et les Little-endians. On dirait que Johnathan Swift pourrait voir l'avenir et Internet arriver. La stupide guerre des Liliputiens impliquait: des hordes vastes et grouillantes ... de minuscules petites personnes ... aux gorges des uns et des autres ... se disputant la manière One True Way de casser un œuf.

Le courant est le mouvement de charge. Les porteurs de charge dans un matériau conducteur tel qu'un fil de cuivre sont des électrons.

S'il y a une force sur un électron, il se déplacera. En ce qui concerne l'électricité, nous nous préoccupons de la force électromagnétique .

Pour le courant alternatif, les électrons font en moyenne des va-et-vient, des va-et-vient, etc. mais leur position moyenne ne change pas.

Pour le courant continu, les électrons vont en moyenne dans une direction.

Voir aussi: Wikipedia: Vitesse de dérive .