Courant alternatif
Courant alternatif est une simulation interactive gratuite de StudyFi Lab. Elle fonctionne directement dans le navigateur, sans inscription ni installation.
Sinusoïde, valeur efficace, circuits RLC et transformateur
Expériences
Tension sinusoïdale
Une tension alternative varie selon u(t) = U_max·sin(ωt + φ), avec ω = 2πf. C’est la projection verticale d’un vecteur de Fresnel de longueur U_max qui tourne à la vitesse angulaire ω ; un tour complet dure la période T = 1/f. La valeur efficace U_eff = U_max/√2 chauffe une résistance autant qu’une tension continue de même valeur : les 230 V d’une prise sont la valeur efficace, la crête est d’environ 325 V.
Essaie ceci: Choisis le préréglage Europe et compare U_max à U_eff, puis passe à États-Unis et regarde la période raccourcir.
R, L et C en courant alternatif
Dans une résistance, le courant est en phase avec la tension. Dans une bobine, le courant est en retard de 90° sur la tension et sa réactance X_L = 2πfL augmente avec la fréquence. Dans un condensateur, le courant est en avance de 90° et sa réactance X_C = 1/(2πfC) diminue avec la fréquence. L’amplitude du courant vaut I = U/X.
Essaie ceci: Choisis le condensateur et augmente la fréquence : X_C baisse, donc le courant augmente. Essaie ensuite la même chose avec la bobine.
Résonance d’un circuit RLC série
Dans un circuit RLC série, les réactances se soustraient : l’impédance vaut Z = √(R² + (X_L − X_C)²) et la tension est en avance sur le courant de φ = atan((X_L − X_C)/R). À la fréquence de résonance f₀ = 1/(2π√(LC)), X_L = X_C, donc Z = R, φ = 0 et le courant est maximal. Au-dessus de f₀ le circuit est inductif (φ > 0), en dessous il est capacitif (φ < 0).
Essaie ceci: Règle f sur f₀ : les tensions aux bornes de L et de C s’annulent, et chacune peut dépasser la tension de la source. Augmente ensuite R et regarde le pic de la courbe de résonance devenir plus bas et plus large.
Transformateur
Le courant alternatif dans la bobine primaire crée dans le noyau de fer un flux magnétique variable, qui induit une tension dans la bobine secondaire. Les tensions sont dans le rapport des nombres de spires : U₂ = U₁·N₂/N₁. Un transformateur idéal ne perd pas d’énergie, donc U₁·I₁ = U₂·I₂ : quand la tension augmente, le courant diminue dans le même rapport.
Essaie ceci: Rends N₂ dix fois plus grand que N₁ : la tension est multipliée par dix, mais le courant primaire vaut dix fois le courant secondaire. C’est pourquoi l’électricité est transportée sous haute tension.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que Courant alternatif ?
Courant alternatif est une simulation interactive gratuite de StudyFi Lab. Elle fonctionne directement dans le navigateur, sans inscription ni installation. Sinusoïde, valeur efficace, circuits RLC et transformateur
Courant alternatif est-il gratuit ?
Oui. Courant alternatif est entièrement gratuit. Il fonctionne dans le navigateur sur ordinateur, tablette et téléphone, sans compte.
Que puis-je explorer dans Courant alternatif ?
Tension sinusoïdale, R, L et C en courant alternatif, Résonance d’un circuit RLC série, Transformateur.
Que montre l’expérience « Tension sinusoïdale » ?
Une tension alternative varie selon u(t) = U_max·sin(ωt + φ), avec ω = 2πf. C’est la projection verticale d’un vecteur de Fresnel de longueur U_max qui tourne à la vitesse angulaire ω ; un tour complet dure la période T = 1/f. La valeur efficace U_eff = U_max/√2 chauffe une résistance autant qu’une tension continue de même valeur : les 230 V d’une prise sont la valeur efficace, la crête est d’environ 325 V.
Que montre l’expérience « R, L et C en courant alternatif » ?
Dans une résistance, le courant est en phase avec la tension. Dans une bobine, le courant est en retard de 90° sur la tension et sa réactance X_L = 2πfL augmente avec la fréquence. Dans un condensateur, le courant est en avance de 90° et sa réactance X_C = 1/(2πfC) diminue avec la fréquence. L’amplitude du courant vaut I = U/X.
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