Video Transcript
Dans cette vidéo, nous allons apprendre comment décrire les principaux types de courant électrique et identifier les sources qui les produisent. Nous allons voir qu’il existe deux principaux types de courant électrique, et que chacun est produit de différentes manières.
Pour commencer, imaginez que nous avons une pile ainsi qu’une ampoule. Et la pile et l’ampoule sont reliées par des fils pour former un circuit complet. Lorsque cela se produit, les charges électriques, les électrons, traverseront le fil. Au fur et à mesure que ces charges traversent l’ampoule, elles l’allument puis continuent dans le reste du circuit. Tant que cette pile n’est pas épuisée, les charges continueront à circuler dans le circuit. Elles se déplaceront toujours dans le même sens, celui des aiguilles d’une montre, et l’intensité du courant restera également la même. Le courant fourni par cette pile est un type de courant électrique.
Pour mieux le comprendre, disons que nous avons relié un ampèremètre, un appareil de mesure du courant, à notre circuit. Nous pouvons le faire en ouvrant un espace dans le circuit, puis en le fermant en y plaçant l’ampèremètre. Maintenant, tout le courant dans le circuit doit passer dans notre appareil de mesure de courant. Si nous regardons notre ampèremètre et attendons, nous verrons que cette aiguille ne bouge pas. Cela nous dit deux choses sur ce courant électrique. Premièrement, il s’agit de charges qui circulent toujours dans le même sens dans le circuit. Si le courant change de sens, alors l’aiguille pointera de ce côté du zéro et d’autres fois elle pointera de cet autre côté. Donc, le fait que l’aiguille soit toujours du même côté du zéro signifie que la charge se déplace toujours dans la même direction dans ce circuit, dans ce cas dans le sens des aiguilles d’une montre.
La deuxième chose que nous pouvons apprendre avec cette aiguille qui reste immobile c’est que, comme nous l’avons dit, le courant a toujours la même intensité. Non seulement les charges circulent dans le sens des aiguilles d’une montre dans le circuit, mais la même quantité de charges passe à un point donné du circuit à une seconde donnée. Nous pourrions utiliser nos mesures d’ampèremètre pour tracer un graphique du courant en fonction du temps. Lorsque les charges circulent dans le sens des aiguilles d’une montre - c’est-à-dire que l’aiguille de notre ampèremètre est à droite du zéro - c’est du courant positif. À l’instant initial, notre courant a alors une valeur positive. Disons que cette valeur est ici sur l’axe vertical. Le courant est mesuré en unités d’ampères, donc ce sera un certain nombre d’ampères de courant.
Nous sommes plus intéressés ici, cependant, par la forme que prendra ce graphique. Puisque l’aiguille de l’ampèremètre ne bouge pas avec le temps, cela signifie que, à tout autre moment, le courant dans le circuit aura la même amplitude. Cela signifie que nous pouvons étendre ce point pour qu’il devienne une ligne horizontale. Le courant qui pointe toujours dans la même direction et a toujours la même intensité est appelé courant continu.
Le courant continu est l’un des deux principaux types de courant électrique. Le courant continu est généré par les piles ainsi que par les batteries. Maintenant, disons que nous démontons notre circuit en enlevant la pile. La lecture sur notre ampèremètre revient à zéro et il n’y a plus de flux de charge. Et par exemple apportons maintenant cet équipement, on appelle cela une dynamo. C’est un type de moteur électrique. En connectant nos fils à la dynamo, nous avons une fois de plus un circuit fermé. Les charges circuleront dans le circuit, mais comme nous le verrons, ce n’est pas comme avant.
En gardant un œil sur l’aiguille de notre ampèremètre, nous voyons qu’à l’instant où les fils sont connectés à la dynamo, la lecture reste à zéro. Mais alors, grâce au travail effectué par la dynamo, les flux de charge et l’aiguille passent à droite. Cependant, elle ne reste pas dans cette position. Peu de temps après, l’aiguille revient à zéro. Ensuite, elle passe au-delà de zéro et se dirige vers la gauche. Lorsque l’aiguille pointe vers la gauche de zéro sur notre ampèremètre, cela signifie que les charges électriques dans notre circuit s’écoulent maintenant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Un instant plus tard, l’aiguille revient à zéro, puis passe au-delà de zéro vers la droite, une fois de plus le courant se déplace donc dans le sens des aiguilles d’une montre.
Chaque fois que l’aiguille de l’ampèremètre est à droite du zéro, à ce que nous avons appelé un courant positif, les charges traversent le circuit dans le sens des aiguilles d’une montre. Lorsque l’aiguille pointe de l’autre côté du zéro, vers ce que nous pouvons appeler un courant négatif, les charges traversent donc le circuit dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Quand une dynamo fournit du courant à un circuit, ce courant change de direction encore et encore.
Pour tracer le courant mesuré par l’ampèremètre maintenant, nous voulons étendre notre axe vertical en dessous de zéro. C’est parce que, comme nous l’avons dit, chaque fois que l’aiguille de notre ampèremètre pointe vers la gauche de zéro, ce courant est négatif. Avec cette dynamo, notre courant va et vient du positif au négatif puis au positif et ainsi de suite. Si nous commençons notre tracé lorsque le courant mesuré est nul ici et suivons ensuite le courant à partir de cet instant jusqu’à ce que l’aiguille soit aussi loin que possible sur notre ampèremètre, le tracé du courant par rapport au temps pour cet intervalle ressemblerait à ceci. À ce stade, cependant, l’aiguille commence à revenir à zéro. Quand elle revient à zéro, notre graphique ressemble à ceci. Puis notre aiguille bascule vers la gauche après zéro. C’est là que le courant est négatif. Donc, notre section du graphique aura cet aspect.
Nous nous souvenons que pour notre circuit, courant négatif signifie courant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Le courant positif est dans le sens des aiguilles d’une montre. Une fois que l’aiguille de l’ampèremètre est allée aussi loin de zéro que possible, elle revient à zéro. Notre graphique ressemble maintenant à ceci. Et maintenant, ce cycle commence à se répéter. L’aiguille de l’ampèremètre bascule à nouveau vers la droite, puis vers zéro, puis vers la gauche et encore une fois vers zéro. Ce type de courant que nous voyons sur notre graphique est appelé courant alternatif. Nous pouvons voir pourquoi on lui donne ce nom. Il change constamment ou alterne de direction. À chaque instant où ce courant a une valeur positive, nous savons qu’il se déplace dans le sens des aiguilles d’une montre. En revanche, lorsque la valeur est négative, il pointe dans le sens inverse des aiguilles d’une montre.
Il y a quelques choses à noter à propos de ce graphique de courant alternatif. Premièrement, la valeur maximale du courant positif a ici la même valeur que le courant négatif maximal. À chacun de ces instants dans le temps, l’intensité de ce courant est la même. La deuxième chose à noter ici est que le temps nécessaire au courant pour changer de direction est toujours le même. C’est-à-dire que cet intervalle de temps ici, où le courant est toujours positif dans le sens des aiguilles d’une montre, est égal à cet intervalle de temps ici. Et cela équivaut à cet intervalle de temps ici et cet intervalle ici et ainsi de suite. Parce que ces intervalles de temps sont les mêmes, nous disons que le courant alternatif change de direction périodiquement. C’est-à-dire qu’il le fait à un rythme constant. Connaissant tout cela sur le courant alternatif et continu, regardons maintenant quelques exemples.
Laquelle des affirmations suivantes décrit correctement le courant continu? (A) Le courant continu a une intensité variable et a toujours le même sens. (B) Le courant continu a une intensité variable et son sens peut s’inverser. (C) Le courant continu a une intensité constante et son sens peut s’inverser. (D) Le courant continu a une intensité constante et a toujours le même sens.
En libérant de l’espace en haut de notre écran, disons que nous avons une courbe du courant, c’est-à-dire 𝐼, représentée en fonction du temps. Nous avons mis en place notre graphique afin que le courant puisse avoir des valeurs positives et négatives. Cela signifie simplement que le courant peut changer de direction. En d’autres termes, les charges circuleront dans des directions différentes dans un circuit. Si nous devions tracer un courant décrit par la réponse A sur notre graphique, ce courant pourrait ressembler à ceci. Disons qu’il commence positif et qu’il change de valeur, c’est-à-dire des changements d’intensité. Mais comme le courant a toujours le même signe, positif, il pointe toujours dans le même sens.
Ensuite, traçons le courant décrit dans la réponse B. Le courant d’une intensité variable dont le sens peut s’inverser pourrait ressembler à ceci. Parfois, ce courant est positif, et parfois il est négatif. Cela montre que cela change de sens. Nous voyons également que l’intensité de ce courant change avec le temps; elle est variable.
Si nous devions faire une courbe décrite par la réponse C, elle pourrait ressembler à ceci. L’intensité de ce courant est toujours la même, elle est constante, mais son sens est inversé. Enfin, faisons une courbe pour la réponse D. Un courant d’intensité constante pointant toujours dans le même sens pourrait ressembler à ceci. Il apparaît sous la forme d’une ligne horizontale, et c’est un signe que ce courant est du courant continu.
Les deux conditions pour qu’un courant soit un courant continu sont que son intensité soit constante et qu’il ait toujours le même sens. Nous choisissons la réponse D.
Voyons maintenant un autre exemple.
Laquelle des affirmations suivantes décrit correctement le courant alternatif? (A) Le courant alternatif est un courant qui ne change jamais de sens. (B) Le courant alternatif est un courant dont le sens s’inverse périodiquement. (C) Le courant alternatif est un courant dont le sens peut parfois s’inverser. (D) Le courant alternatif a une intensité constante et a toujours le même sens.
La première chose que nous pouvons dire au sujet du courant alternatif est que le nom vient du fait qu’il change vraiment de sens. Considérons une boucle de fil fermée, si un courant alternatif existait dans ce fil, parfois les charges iraient dans ce sens, et parfois elles iraient dans le sens opposé. C’est ce que signifie changer de sens pour le courant.
En examinant nos quatre options de réponse, la réponse A indique que le sens du courant alternatif ne s’inverse jamais et la réponse D indique que le courant alternatif a toujours le même sens, c’est-à-dire que le sens ne s’inverse pas. Aucune de ces réponses n’est correcte. Le courant alternatif change de sens; c’est de là qu’il tire son nom.
Les deux choix restants décrivent un courant qui change de sens ou un courant qui peut le faire. Non seulement le courant alternatif change de sens, mais il le fait à intervalles réguliers. Cela signifie que si le courant alternatif passe, par exemple, cinq secondes dans le sens des aiguilles d’une montre, il passera les cinq secondes suivantes dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, puis cinq secondes dans le sens des aiguilles d’une montre, puis cinq autres dans l’autre sens. Il va et vient comme cela, et il le fait périodiquement. C’est une autre façon de dire que le courant change de direction à intervalles réguliers. Pour notre réponse, nous choisissons l’option B. Le courant alternatif est un courant dont le sens s’inverse périodiquement.
Voyons maintenant un dernier exemple.
Le graphique ci-dessous montre le courant électrique dans le temps pour deux circuits différents. Laquelle des affirmations suivantes est correcte? (A) La ligne un représente un courant alternatif et la ligne deux représente un courant continu. (B) La ligne un représente un courant continu et la ligne deux représente un courant alternatif. (C) Il n’y a pas assez d’informations pour dire quelle ligne représente quel type de courant.
En regardant le graphique donné, nous voyons que la ligne un est la ligne en rouge et la ligne deux est celle en bleu. En se concentrant d’abord sur la première ligne, nous voyons que pour cette ligne, le courant a à la fois des valeurs positives du courant et des valeurs négatives. Cela nous indique que le courant représenté par la première ligne change de sens. Parallèlement à cela, si nous commençons à partir d’un instant représentant zéro seconde, nous pouvons voir que l’intervalle de temps pendant lequel le courant est dans le sens positif - c’est cet intervalle de temps ici - est égale à l’intervalle de temps pendant lequel le courant est dans le sens négatif. Ce modèle se répète ensuite pour le reste des changements de direction du courant représenté par la ligne un. On peut alors dire que ce courant change de direction périodiquement. Cela nous indique que la ligne un représente le courant alternatif.
Ensuite, considérons la ligne deux, la ligne bleue sur notre graphique. Si nous traçons cette ligne, nous verrons que le courant a toujours la même valeur positive. Cela signifie que le courant pointe toujours dans le même sens et qu’il a toujours la même intensité. Cela nous indique que le courant représenté par la ligne deux est le courant continu. La réponse A est alors celle que nous choisirons. La ligne un sur ce graphique représente un courant alternatif et la ligne deux un courant continu.
Terminons maintenant notre leçon en passant en revue quelques points clés. Dans cette vidéo, nous avons vu que les deux principaux types de courant sont le courant continu et le courant alternatif. Le courant continu a un sens et une intensité constants et est fourni par des piles et des batteries. Le courant alternatif est un courant dont le sens s’inverse périodiquement et qui peut être fourni par un appareil appelé une dynamo. Ceci est un résumé des types de courant électrique.
