Comprendre la résistance, la réactance et l'impédance dans les circuits alternatifs

Avant d'aborder comment les résistances, inductances et condensateurs se comportent ensemble dans les réseaux à courant alternatif (AC), récapitulons les concepts de base.

Résistance

La résistance est le frottement électrique qui s'oppose au passage du courant. Elle est inhérente à tous les conducteurs — sauf les supraconducteurs idéaux — et s'exprime le plus souvent dans des éléments résistifs dédiés. Lorsqu'un signal alternatif traverse une résistance, la chute de tension résultante est en phase avec le courant. Le symbole de la résistance est R, et son unité est l'ohm (Ω).

Réactance

La réactance représente l'opposition qui résulte des champs électriques ou magnétiques variables, analogue à l'inertie dans les systèmes mécaniques. Elle est la marque des condensateurs et des inductances. Pour un élément purement réactif, la chute de tension retarde ou précède le courant de exactement 90°, selon le type de composant. La réactance est notée X et mesurée en ohms (Ω).

Impédance

L'impédance combine à la fois la résistance et la réactance en une seule quantité complexe qui décrit l'opposition totale au passage du courant alternatif. Chaque élément de circuit présente une impédance, ce qui en fait le paramètre naturel pour l'analyse AC. Lorsque le courant alternatif traverse une impédance, la chute de tension peut être n'importe où entre 0° et 90° hors phase avec le courant. L'impédance est symbolisée par Z et exprimée en ohms sous sa forme complexe.

Les résistances idéales n'ont que de la résistance, tandis que les inductances et condensateurs parfaits n'ont que de la réactance. Comme tous les composants possèdent finalement une impédance, il est de pratique standard de convertir les valeurs de résistance, d'inductance et de capacitance en impédance avant d'analyser un circuit alternatif.

Résistance, inductance et capacitance parfaits.

L'angle de phase d'impédance d'un composant est le déphasage entre sa tension et son courant. Pour une résistance, l'angle est 0°, car tension et courant sont toujours en phase. La tension d'une inductance précède le courant de +90°, lui donnant un angle de +90°. La tension d'un condensateur retarde le courant de 90°, résultant en un angle de –90°.

Les impédances s'additionnent en série et se combinent en parallèle tout comme les résistances dans les circuits continus. La version alternative de la loi d'Ohm, exprimée en termes d'impédance, est illustrée ci-dessous :

FEUILLES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Feuille de travail sur l'impédance
• Feuille de travail sur la puissance AC
• Feuille de travail sur la réactance capacitive
• Feuille de travail sur la réactance inductive