Transcription de la vidéo
Le graphique contient une courbe noire représentant les variations de la tension avec le temps dans un circuit connecté à une source de courant alternatif. Les trois courbes colorées représentent les variations du courant avec le temps dans le circuit en fonction des propriétés de ce circuit. Quelle courbe colorée correspond au circuit étant uniquement résistif ? Quelle courbe colorée correspond au circuit étant capacitif ? Quelle courbe colorée correspond au circuit inductif ?
Ici, nous avons quatre courbes sinusoïdales tracées en fonction du temps. Et les trois lignes colorées, qui représentent des valeurs du courant alternatif, sont plutôt similaires car elles ont toutes la même longueur d’onde et la même amplitude. Cependant, ils ont différentes phases, ce qui signifie que leurs crêtes et leurs creux ne se correspondent pas parfaitement. Et un endroit où les trois courbes sont clairement distinctes est ici sur l’axe vertical, ce qui représente le temps ou 𝑡 est égal à zéro. Ici, la courbe orange a une valeur positive, la courbe bleue a une valeur nulle et la courbe rouge a une valeur négative. Et à 𝑡 est égal à zéro, la tension, représentée par la courbe noire, est également égale à zéro.
Maintenant, nous voulons penser à trois circuits avec des propriétés différentes. Donc, pour référence, dessinons trois schémas de circuits, chacun avec une source de courant alternatif connectée à un seul composant électrique, soit une résistance, un condensateur ou une inductance. Voyons d’abord comment la tension se rapporte au courant d’un circuit uniquement résistif. Rappelons que dans un circuit AC qui ne comprend qu’une résistance, le circuit suit la loi d’Ohm, qui stipule que la tension est égale au courant fois la résistance. Ainsi, comme la tension est directement proportionnelle au courant, ils doivent être complètement en phase l’un avec l’autre. Bien qu’ils aient des amplitudes différentes, leurs crêtes et leurs creux correspondent. Donc, si à tout moment la tension est égale à zéro, nous savons aussi que le courant est égal à zéro. En regardant l’axe vertical, cela correspond à la courbe bleue, qui représente donc le courant alternatif d’un circuit uniquement résistif.
Ensuite, regardons le circuit avec le condensateur. Rappelez-vous que lorsque la charge est entraînée à travers le circuit, les charges égales de signes opposés s’accumulent de part et d’autre des deux plaques du condensateur, ce qui crée une différence de potentiel ou une tension entre les plaques. Maintenant, le courant provoque cette accumulation de charges. Donc, c’est directement proportionnel à la variation de la différence de potentiel entre les plaques au fil du temps. Par exemple, s’il y a une valeur négative du courant, cela doit signifier qu’il y a une variation négative de la tension ou que cette tension diminue. De même, le courant aura une valeur positive lorsque la tension augmentera.
En revenant à 𝑡 égal à zéro, la tension a une pente positive, ce qui signifie que sa valeur augmente. Par conséquent, la courbe qui représente correctement le courant doit avoir une valeur positive à ce moment-là, ce qui signifie que c’est la courbe orange qui correspond à un circuit capacitif.
Enfin, considérons un circuit inductif. Rappelons que le courant dans une inductance crée un champ magnétique. Ainsi, lorsque le courant varie ou alterne, le champ magnétique varie également. Cette variation du champ magnétique induit une différence de potentiel et donc un courant pour s’opposer à cette variation. Et la différence de potentiel résultante est proportionnelle à la variation de courant au fil du temps. Ainsi, à 𝑡 est égal à zéro, la tension est égale à zéro. Et puisque la tension est proportionnelle à la variation de courant, la courbe de courant correcte devrait avoir une pente de valeur nulle ou une pente horizontale à ce moment-là. Et puis en regardant les instants juste après 𝑡 égal à zéro, disons ici sur le graphique, la tension a une valeur positive, qui doit correspondre à une pente positive ou à une valeur croissante du courant.
Donc, en regardant le graphique, nous pouvons voir que c’est la courbe rouge qui a une pente horizontale en 𝑡 égal zéro et une pente positive dans les instants juste après, où la tension a une valeur positive. Par conséquent, la courbe rouge correspond à un circuit inductif. Et ainsi, nous avons exploré les effets sur la tension de circuits de courant alternatif avec plusieurs propriétés électriques différentes.