Le courant alternatif
DIVERS
+ DE 2 ANS
Le 11/09/2010 à 08h30
439 vues
Question d'origine :
Bonjour,
y a t-il une raison technique ou historique au fait que le courant alternatif soit en 50 Hz dans beaucoup de pays et en 60 Hz ailleurs ?
Merci pour votre réponse.
Réponse du Guichet
anonyme
- Département : Équipe du Guichet du Savoir
Le 11/09/2010 à 09h28
Réponse du service Guichet du Savoir
Le choix de la fréquence du courant alternatif tient à la fois à des raisons techniques et à des raisons historiques, comme l'explique l'encyclopédie wikipedia :
Les fréquences des courants industriels sont partagées par de larges portions de réseaux électriques interconnectés à courant alternatif, chaque fréquence est celle du courant électrique qui est transporté de l'unité de production jusqu'à l'utilisateur final. Dans la plus grande partie du monde, la fréquence est de 50 Hz (Europe, Asie, Afrique), contre 60 Hz en Amérique du Nord.
[...]
Bien que plusieurs théories et légendes existent, il existe quelques certitudes sur l'historique du 60 Hz vs 50 Hz. Tout d'abord, les fréquences très en dessous de 50 Hz génèrent des clignotements des lampes à arc ou à incandescence. Peu avant 1892, Westinghouse aux États-Unis choisissait le 60 Hz, alors que AEG en Allemagne optait pour le 50 Hz en 1899, conduisant à un monde majoritairement coupé en deux.
Nikola Tesla aurait eu une très forte influence sur le choix de Westinghouse. L'utilisation du 60 Hz a permis d'utiliser les moteurs à induction à la même vitesse que celle des machines à vapeur standard, machines courantes au XIXe siècle. Toutefois, les premiers générateurs, construits par Westinghouse et installés sur les chutes du Niagara, produisaient du 25 Hz car la vitesse de la turbine avait déjà été choisie avant que la standardisation ait été définitivement fixée.
Westinghouse aurait sélectionné une fréquence relativement basse de 30 Hz pour les moteurs, mais les turbines pour le projet avait déjà été commandées et étaient incompatibles pour un fonctionnement avec un générateur à 30 Hz. Les trois premières turbines avaient été conçues pour fonctionner avec une vitesse de 250 tours par minute, ce qui conduisait à des fréquences possibles de 16 2/3, 25, 33 1/3 et 41 2/3 Hz. La fréquence de 30 Hz n'étant pas possible, c'est 25 Hz qui fut choisi comme valeur de compromis.
Comme le projet des chutes du Niagara a été très influent sur la conception des systèmes de puissance, le 25 Hz s’est imposé comme standard nord américain pour les courants alternatifs à basse fréquence. Une étude Westinghouse a conclu qu’un bon compromis entre l’éclairage, les moteurs et la problématique du transport du courant aurait été le 40 Hz. Bien que les fréquences autour de 40 Hz aient trouvé quelques applications commerciales, cette fréquence n’a jamais pris le dessus sur les fréquences déjà utilisées (25 Hz, 50 Hz et 60 Hz).
Les commutateurs de fréquence utilisés pour convertir du 25 Hz en 60 Hz (et réciproquement) étaient difficiles à concevoir ; une machine fonctionnant à 60 Hz avec 24 pôles aurait tourné à la même vitesse qu’une machine fonctionnant à 25 Hz avec 10 pôles, rendant les machines volumineuses et chères. Un rapport de 60/30 aurait simplifié la conception, mais les installations à 25 Hz étaient trop largement implantées pour que ce concept soit économiquement viable.
Certains pensent que le choix d'AEG du 50 hertz aurait été fait pour avoir une valeur "ronde". Cela a pu également avoir été une décision intentionnelle destinée à être incompatible avec les autres fréquences, bien qu'il faille relativiser (de multiples fréquences étaient employées, si bien qu’aucune n’émergeait vraiment). Une pléthore de fréquences a continué à coexister (En 1918, Londres avait 10 fréquences différentes). Ce n’est qu’après la Seconde Guerre mondiale, avec la diffusion des biens de consommation électriques, que des normes ont été établies.
Le choix de la fréquence du courant alternatif tient à la fois à des raisons techniques et à des raisons historiques, comme l'explique l'encyclopédie wikipedia :
Les fréquences des courants industriels sont partagées par de larges portions de réseaux électriques interconnectés à courant alternatif, chaque fréquence est celle du courant électrique qui est transporté de l'unité de production jusqu'à l'utilisateur final. Dans la plus grande partie du monde, la fréquence est de 50 Hz (Europe, Asie, Afrique), contre 60 Hz en Amérique du Nord.
[...]
Bien que plusieurs théories et légendes existent, il existe quelques certitudes sur l'historique du 60 Hz vs 50 Hz. Tout d'abord, les fréquences très en dessous de 50 Hz génèrent des clignotements des lampes à arc ou à incandescence. Peu avant 1892, Westinghouse aux États-Unis choisissait le 60 Hz, alors que AEG en Allemagne optait pour le 50 Hz en 1899, conduisant à un monde majoritairement coupé en deux.
Nikola Tesla aurait eu une très forte influence sur le choix de Westinghouse. L'utilisation du 60 Hz a permis d'utiliser les moteurs à induction à la même vitesse que celle des machines à vapeur standard, machines courantes au XIXe siècle. Toutefois, les premiers générateurs, construits par Westinghouse et installés sur les chutes du Niagara, produisaient du 25 Hz car la vitesse de la turbine avait déjà été choisie avant que la standardisation ait été définitivement fixée.
Westinghouse aurait sélectionné une fréquence relativement basse de 30 Hz pour les moteurs, mais les turbines pour le projet avait déjà été commandées et étaient incompatibles pour un fonctionnement avec un générateur à 30 Hz. Les trois premières turbines avaient été conçues pour fonctionner avec une vitesse de 250 tours par minute, ce qui conduisait à des fréquences possibles de 16 2/3, 25, 33 1/3 et 41 2/3 Hz. La fréquence de 30 Hz n'étant pas possible, c'est 25 Hz qui fut choisi comme valeur de compromis.
Comme le projet des chutes du Niagara a été très influent sur la conception des systèmes de puissance, le 25 Hz s’est imposé comme standard nord américain pour les courants alternatifs à basse fréquence. Une étude Westinghouse a conclu qu’un bon compromis entre l’éclairage, les moteurs et la problématique du transport du courant aurait été le 40 Hz. Bien que les fréquences autour de 40 Hz aient trouvé quelques applications commerciales, cette fréquence n’a jamais pris le dessus sur les fréquences déjà utilisées (25 Hz, 50 Hz et 60 Hz).
Les commutateurs de fréquence utilisés pour convertir du 25 Hz en 60 Hz (et réciproquement) étaient difficiles à concevoir ; une machine fonctionnant à 60 Hz avec 24 pôles aurait tourné à la même vitesse qu’une machine fonctionnant à 25 Hz avec 10 pôles, rendant les machines volumineuses et chères. Un rapport de 60/30 aurait simplifié la conception, mais les installations à 25 Hz étaient trop largement implantées pour que ce concept soit économiquement viable.
Certains pensent que le choix d'AEG du 50 hertz aurait été fait pour avoir une valeur "ronde". Cela a pu également avoir été une décision intentionnelle destinée à être incompatible avec les autres fréquences, bien qu'il faille relativiser (de multiples fréquences étaient employées, si bien qu’aucune n’émergeait vraiment). Une pléthore de fréquences a continué à coexister (En 1918, Londres avait 10 fréquences différentes). Ce n’est qu’après la Seconde Guerre mondiale, avec la diffusion des biens de consommation électriques, que des normes ont été établies.
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