Le courant alternatif est l'un des deux types de courant électrique avec lesquels l'électricité peut être transmise. Le courant alternatif a été inventé par Nikola Tesla au fin du XIXe siècle, en 1887. Tesla a également inventé le transformateur qui permet de transformer le courant continu en courant alternatif.
Aux origines industrielles de l'utilisation de l'électricité, le système électrique utilisé au XIXe siècle était le courant continu. Cependant, avec l'arrivée du courant alternatif inventé par le scientifique Nikola Tesla, le monde a été à nouveau révolutionné.
Nikola Tesla : l’inventeur du courant alternatif
Nikola Tesla est un inventeur et un scientifique qui a joué un rôle important dans le développement du courant alternatif. Il est né en 1856 en Serbie et a immigré aux États Unis en 1884.
Tesla a passé les dix années suivantes à travailler pour Thomas Edison, l’un des plus grands inventeurs de son époque. Les deux hommes ont eu une relation conflictuelle et ont fini par se séparer.
Tesla a ensuite fondé sa propre entreprise et a commencé à travailler sur ses propres inventions. En 1891, il a breveté son invention du transformateur Tesla, qui est encore utilisée aujourd’hui dans les centrales électriques. Il a également inventé le moteur à courant alternatif, qui est la base du fonctionnement des lignes électriques à haute tension.
En 1893, il présente son invention au Congrès américain et au public à l’Exposition Universelle de Chicago. Cette exposition était une grande vitrine pour les inventions et les progrès techniques de l’époque.
Qui a découvert la force électromotrice ?
Il a été découvert par le Britannique Michael Faraday en 1831. Faraday a remarqué qu'un conducteur tournant en parallèle dans un champ magnétique génère un flux électronique constant. En conséquence, nous pouvons faire un travail mécanique avec ce flux.
Cette découverte était l'induction électromagnétique, et il a été démontré que les champs électriques et les champs magnétiques agissent de la même manière (la force électromagnétique). Quelques décennies plus tard, James Clerk Maxwell a exprimé cette découverte avec des équations fondamentales.
Qui est l’inventeur du courant alternatif ?
Nikola Tesla a été la première personne qui a proposé de réaliser la distribution d'électricité avec le courant alternatif. A ce moment-là, il travaillait pour la société de Thomas Alva Edison. On dit que Edison a offert à Tesla 50 000 dollars pour la refonte des générateurs CC de son entreprise. Après des mois de travail, Tesla s'est renseigné sur le paiement. Pourtant, Edison a dit qu'il ne faisait que plaisanter, répondant: "Tesla, tu ne comprends pas notre humour américain." Tesla a quitté son emploi peu de temps après.
Au fin des années huitante, en 1887, Nikola Tesla réussit à construire le premier prototype d'un moteur à induction. Il fonctionnait grâce à un type particulier de courant électrique, dans lequel les électrons changent de direction selon des alternances récurrentes.
Tesla s'est rendu compte que les générateurs à courant alternatif émettent un flux électrique qui changeait de polarité plusieurs fois au cours d'une certaine période.
Inconvénient de la transmission de puissance en courant continu (CC)
Le principal problème était de trouver un moyen efficace de transporter l'électricité des centrales électriques.
A cette époque, le courant électrique était distribué de la manière dont il était généré dans les dynamos : le courant continu. En conséquence, le flux d'électrons n'a jamais changé de direction et les pôles positif et négatif sont restés inchangés au fil du temps.
La distribution de courant continu présente le problème que sur de longues distances chauffe le câble électrique et provoque une dissipation. Ainsi, l'augmentation de l'ampérage augmente les coûts et le gaspillage d’énergie électrique est nécessaire pour compenser ce problème.
D'autre part, les systèmes à courant alternatif permettent d'élever et de répartir la tension sur de grandes distances sans pertes d'énergie importantes.
Distribution par courant alternatif (CA)
Ce nouveau type de courant peut réduire considérablement les pertes d'énergie sur de longues distances en augmentant la tension, ce qui le rend plus efficace.
Une tension élevée est dangereuse pour les êtres vivants. Par conséquent, il est nécessaire de réduire la tension avant sa distribution dans les maisons ou les usines via un transformateur. Le premier transformateur à cet effet a été développé par Lucien Gaulard et John Dixon Gibbs.
Le transformateur permet de porter la différence de potentiel (tension) à des niveaux très élevés (haute tension) et de diminuer l'ampérage à des valeurs faibles.
Le physicien William Stanley tenta de résoudre le même problème, en 1885. Il réutilisa le principe de l'induction pour transférer le courant alternatif entre deux circuits électriquement isolés. Cependant, il n'a pas eu beaucoup de succès. Ainsi, le système utilisé aujourd'hui a été conçu par Nikola Tesla.
Pourquoi la distribution électrique se fait-elle en courant alternatif ?
Les principales raisons pour lesquelles on a fini en utiliser le courant alternatif sont :
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Les pertes d'énergie à longue distance se réduisent en utilisant le courant alternatif.
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Les moteurs à courant alternatif sont plus fiables et plus efficaces.
Tesla a proposé à son patron Edison, fondateur de General Electric, d'adopter un système de distribution de courant alternatif pour résoudre le problème de transmission à longue distance. Cependant, Edison a refusé pour des raisons économiques. Le système de distribution qu'il a inventé était le seul utilisé dans les usines, et General Electric avait un monopole commercial.
La guerre des courants
Cependant, les avantages du système Tesla permis ont prévalu sur le courant continu de Thomas Edison. Ce combat dans la fameuse « guerre des courants ». Dans la bataille des courants, il s'agissait de décider quel système de courants était le mieux à mettre en œuvre aux États-Unis.
Un exemple de cette bataille c’est le cas de la chaise électrique. Il a été inventé par Harold P. Brown , un employé de Thomas Edison. La conception de Brown était basée sur le courant alternatif (CA) comme une tentative d'Edison de discréditer le courant alternatif de Nikola Tesla.
La société de George Westinghouse a acheté les brevets du système d'alimentation en courant alternatif de Tesla. Ensuite, il a remporté certains appels d'offres pour la fourniture d'électricité, comme la partie la plus importante du contrat pour la construction de la centrale hydroélectrique de Niagara Falls. Les systèmes commerciaux de distribution d'électricité à courant continu ont rapidement décliné au 20e siècle. Le dernier éclairage électrique à courant continu à New York a été fermé en 2007.
Système de courant alternatif (CA) répandu grâce à l'utilisation du transformateur. De cette façon, la puissance est maintenue inchangée lors de sa transmission sur de longues distances.
