Voir la source de Courant continu

Le '''courant continu'''<ref name=gf>[http://www.greenfacts.org/fr/glossaire/abc/courant-alternatif.htm « Courant alternatif et courant continu »], sur le site greenfacts.org, consulté le 14 janvier 2014.</ref> ou '''CC'''<ref name=gf/> ('''DC''' pour ''{{lang|en|direct current}}'' en anglais<ref name=gf/>) est un [[courant électrique]] dont l'[[Courant électrique#Intensité du courant|intensité]] est indépendante du temps (constante). C'est, par exemple, le type de courant délivré par les [[Pile électrique|piles]] ou les [[Accumulateur électrique|accumulateurs]]<ref>Édouard Lefranc, Jean Poinsard, Georges Auclerc, ''Électricité – Courant continu : Électrocinétique - Magnétisme - Électromagnétisme - Machines à courant continu'', Les [[Éditions Foucher]], Paris, 1961, {{p.|18-22}}.</ref>.

Par extension, on nomme ''courant continu'' un courant périodique dont l'intensité est toujours assez proche de sa valeur moyenne ou dont la composante continue (sa valeur moyenne) est d'importance primordiale<ref>[http://www.iea.lth.se/internt/IEC_Dictionary/Base/131.PDF IEC 60050-131] {{pdf}}</ref>, ou encore un courant électrique qui circule continuellement (ou très majoritairement) dans le même sens (dit aussi ''unidirectionnel'')<ref name="Mounic">Marcel Mounic, ''Électronique – Redressement, première partie – Procédés de calculs – Redressement monophasé et polyphasé à commutation naturelle (diodes)'', Paris, éd. Fouchet, 1969, {{chap.|I}}, « Taux de variation – Valeurs moyennes », {{p.|3-9, 10-15}}.</ref>{{,}}<ref name="Duez">J.C. Duez, ''Électronique appliquée 1 – {{1re|F<small>2</small>}}'', Paris, [[Hachette Livre|Librairie Hachette]], {{coll.|Classiques Hachette}}, 1972, {{chap.|4}}, « Notions élémentaires sur le redressement», {{p.|30-41}} ; {{chap.|6}}, « Étude élémentaire du filtrage », {{p.|46-61}}.</ref>.

[[File:Direct current symbol.svg|thumb|Ce symbole se trouve sur de nombreux appareils électroniques qui nécessitent ou produisent du courant continu.]]<!-- Image en fin d'intro = en face de la table des matières -->

== Symboles utilisés ==
Pour qualifier ces [[Grandeur électrique|grandeurs électriques]] indépendantes du temps, telles que [[Tension électrique|tension]] ou courant et des dispositifs fonctionnant en courant continu et tension continue, ou encore des grandeurs associées à ces dispositifs, on utilise les deux lettres '''CC'''<ref name=gf/> (courant continu) ou en anglais '''DC'''<ref name=gf/>{{,}}<ref>[http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=151-15-02 IEC 60050-151-15-02], ''electropedia.org''.</ref> ''{{lang|en|direct current}}''<ref>Par opposition au [[courant alternatif]] noté ''CA'' (courant alternatif) (en anglais ''AC'' pour ''{{langue|en|alternating current}}'') [http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=151-15-01 IEC 60050-151-15-01], ''electropedia.org'').</ref>.

== Production ==
Les courants continus sont produits par des [[Machine à courant continu|générateurs]] ou des dispositifs délivrant des [[Tension électrique|tensions continues]]. Les principales sources de courant continu sont :
* certains générateurs comme les [[Pile électrique|piles]], les batteries d’[[accumulateur électrique|accumulateur]]s, les [[pile à combustible|piles à combustible]] et les [[Capteur solaire photovoltaïque|panneaux solaires]] ;
* les [[Machine à courant continu|machines à courant continu]], fonctionnant en [[Générateur électrique|générateur]] (ou [[Dynamo|dynamos]])<ref>{{ouvrage|auteur1=Charles Harel|titre=Machines électriques et essais de Machines|lieu=Paris|éditeur=Société française des électriciens – [[École supérieure d'électricité]]|année=1960|pages totales=298|passage=37-54}}.</ref> ;
* la [[Tension électrique|tension alternative]] issue du [[Réseau électrique|secteur]], est transformée en tension continue après un passage dans un [[redresseur]] et mise en forme par un filtrage, éventuellement stabilisée à l'aide d'une {{page h'|Alimentation (homonymie)#Électricité|alimentation}}, par exemple à [[alimentation à découpage|découpage]].

== Classification ==
Le terme de '''courant continu''' recouvre plusieurs sens :
* '''courant constant''' : le courant est totalement constant en direction et en amplitude au cours du temps. Les courants de ce type sont parfois appelés ''courants parfaitement continus'' ;
* '''courant ondulé lissé''' : c'est un courant qui s'approche du courant constant, mais qui conserve un certain taux d'ondulation ;
* '''courant variable unidirectionnel''' : c'est un courant qui ne change pas de sens mais dont l'amplitude varie au cours du temps. C'est le cas d'un [[courant alternatif]], [[Redresseur|redressé]] mais non [[Filtre (électronique)|filtré]]<ref name="Mounic"/>{{,}}<ref name="Duez"/>.

== Les taux et facteurs qui définissent la qualité d'un courant lissé ==
Ils sont nombreux pour des raisons historiques. Les premiers ont été définis à l'époque où l'on ne disposait pas de moyen simple pour visualiser les courants et font appel à des grandeurs mesurables avec des ampèremètres analogiques. L'utilisation des [[oscilloscope]]s a fait émerger d'autres paramètres. Les définitions ci-dessous sont celles normalisées par la norme {{nobr|[[Commission électrotechnique internationale|IEC]] 60050}}<ref>[http://www.electropedia.org/ Electropedia : The World's Online Electrotechnical Vocabulary], ''electropedia.org''.</ref> qui définit le vocabulaire [[électrotechnique]] international.

D'une manière générale plus ces taux et facteurs sont faibles, plus le lissage est effectif. Ils sont nuls pour un courant parfaitement constant.

On pose :
* <math><i> \, = </math> [[Moyenne#Valeur moyenne d'une fonction|valeur moyenne]] de <math>i \,</math>
* <math>I \, = </math> [[valeur efficace]] de <math>i \,</math>
* <math>I_a \, = </math> valeur efficace de la composante alternative de <math>i \,</math>
* <math>\Delta(i) = i_{max} - i_{min} \,</math> : valeur crête à creux de l'intensité.

=== Le taux d’ondulation ===
La valeur du taux d'ondulation de crête<ref>[https://webstore.iec.ch/preview/info_iec60050-103%7Bed1.0%7Db.pdf IEC 60050-103 – Commission électrotechnique internationale – Vocabulaire électrotechnique international – Partie 103 – Mathématiques – Fonctions], sur ''iec.ch'', consulté le 19 mars 2017 {{pdf}}.</ref> est égale au rapport de la valeur efficace de la composante alternative d'une grandeur ondulée par la valeur efficace de la grandeur elle-même et se calcule avec la relation suivante : 
: <math> \frac{I_a}{I}</math> ,

=== Le taux d'ondulation efficace ===
C'est le rapport de la valeur de crête à creux de la composante alternative d'une grandeur ondulée à la [[valeur absolue]] de la composante continue<ref>[http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=103-06-12 IEC 60050-103-06-12], ''electropedia.org''.</ref> 
Il se calcule avec la relation suivante : <math> \frac{I_a}{<i>}</math> ,

=== Le taux d'ondulation crête à crête ===
La valeur du taux d'ondulation crête à crête (ou crête à creux)<ref>[http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=103-06-13 IEC 60050-103-06-13], ''electropedia.org''.</ref> se calcule avec la relation suivante : 
: <math>T_0 = \frac{\Delta(i)}{<i>}</math>,

=== Le facteur d'ondulation du courant ===
Le facteur d'ondulation du courant<ref>[http://www.electropedia.org/iev/iev.nsf/display?openform&ievref=411-50-26 IEC 60050-411-50-26], ''electropedia.org''.</ref> est égal au rapport de la différence entre la valeur maximale <math>i_{max} \,</math> et la valeur minimale <math>i_{min} \,</math> d'un courant oscillant par deux fois la valeur moyenne <math><i> \, = </math>.
Il se calcule avec la relation suivante : 
: <math>T_0 = \frac{\Delta(i)}{2<i>}</math>

== Mesure ==
Le courant continu peut être mesuré avec appareils de type [[Shunt (électrotechnique)|shunt]], [[capteur de courant à effet Hall]], [[capteur de courant à effet Néel]] ou [[Shunt (électrotechnique)#Technologie alternative : capteur à fibre optique (FOCS)|capteur à fibre optique]].

== Utilisation ==
{{voir aussi|histoire de l'électricité}}
La notion de courant continu a été introduite en 1820 par [[André-Marie Ampère]]. Promu par [[Thomas Edison]], le courant continu a été la [[histoire de l'électricité|première utilisation de l'électricité]] avant l'arrivée du courant alternatif défendu par [[Nikola Tesla]]. À la fin du {{s-|XIX}}, il était utilisé dans de nombreux domaines : éclairage, chauffage, transport, conversion d'énergie, industrie{{, etc.}} Malgré la campagne d'Edison contre le courant alternatif, au point d'électrocuter un éléphant<ref>{{Lien web|langue=fr-FR|titre=Pourquoi l’éléphant Topsy fut-il électrocuté volontairement ?|url=https://www.chosesasavoir.com/lelephant-topsy-fut-electrocute-volontairement/|site=Choses à Savoir|date=2017-05-29|consulté le=2019-06-13}}</ref> pour prouver sa dangerosité, le courant continu n'a pu contrer le principal avantage du courant alternatif à cette époque qui est plus facile à transporter sur de longues distances du fait du [[transformateur de tension]] qui permet d'élever et abaisser la tension sans grosses pertes.

Bien que l'utilisation du courant alternatif en ait réduit la plupart des usages, il est resté employé dans quelques niches comme le [[Caténaire#Courant_continu|ferroviaire]], la plupart des équipements [[électronique (technique)|électronique]]s en [[basse tension]] mais aussi les [[Ligne à haute tension#Lignes à courant continu|lignes électriques à très haute tension]].
== Le courant de l'avenir ? ==
À partir des années 1990, le courant continu redevient une technologie en plein développement grâce aux progrès de l'électronique de puissance et, en particulier, l'essor des [[Transistor bipolaire à grille isolée|transistors bipolaires à grille isolée]]. Ils permettent une conversion aisée depuis (et vers) l'alternatif pour construire des [[ligne à haute tension|lignes à haute tension]] [[Courant continu haute tension|HVDC]]  en courant continu avec des [[Perte en ligne (électricité)|pertes en ligne]] jusqu'à 15 % inférieures à celles de lignes comparables en courant alternatif. Il s'utilise  particulièrement sur les longues distances ou lorsque les caractéristiques des [[réseau électrique|réseaux électriques]] entre deux pays sont différentes. Ces utilisations intéressent aussi le secteur des [[électronique de puissance|hautes puissances]] dans l'industrie, avec la [[galvanoplastie]], l'[[électrolyse]]{{etc.}}
La Fondation Current/OS vise à promouvoir une norme unifiée pour les micro-réseaux à courant continu. Elle réunit un écosystème de constructeurs qui fournissent des règles pour la fabrication ou l'installation d'appareils compatibles qui fonctionnent en toute sécurité dans un réseau de distribution électrique en courant continu<ref>{{lien web |langue=en |titre=CurrentOS Foundation |url=https://currentos.foundation/ |site=currentos.foundation |consulté le=01-04-2024}}.</ref>.
En 2017, [[Siemens]] a signé un contrat en Chine pour la construction d'une ligne de {{unité|3284|km}} pour une capacité de {{unité|12|GW}} à la tension de {{unité|1.1|million}} de volts. Outre des projets comparables en Chine, au Brésil et en Inde, alimentant les zones fortement peuplées à partir de grands barrages situés à grande distance, l'essor de l'[[Éolienne en mer|offshore éolien]] et les besoins d'interconnexion des réseaux poussent vers de nouvelles solutions en continu, jusqu'à la création d'un « supergrid » en continu entre les fermes éoliennes et les pays limitrophes. Des projets de recherche comme PROMOTION et MEDOW2, financés par l'Union Européenne, étudient le fonctionnement de tels réseaux et les disjoncteurs adaptés<ref>{{Article|langue=français|auteur1=Manuel Moragues|titre=La revanche du courant continu|périodique=L'usine nouvelle|date=15 juin 2017|lire en ligne=|pages=11-12}}</ref>.

Le courant continu permet des économies dès l'installation puisque son réseau ne nécessite que deux fils, contre trois ou quatre pour le courant alternatif, ce qui pourrait apporter des économies sur les nouvelles infrastructures d'environ 15 %. Il sera aussi plus économique à l'usage, car de nombreux objets du quotidien, comme les LED, les batteries d'ordinateurs ou celles des voitures électriques, fonctionnent avec du courant continu, et de plus les panneaux photovoltaïques produisent du courant continu ; les économies pourraient s'élever à plus de 20 %. Or Enedis recense déjà plus de {{nombre|490000}} autoconsommateurs en France grâce à leurs panneaux solaires. Des expérimentations sont en cours en Chine, aux États-Unis (projets d'Emera Technologies au Nouveau-Mexique et en Floride) et en France (projet Wave de Vinci Energies à Lille). Enedis espère donner naissance à un premier démonstrateur d'ici fin 2024. L'Union européenne finance à hauteur de 80 % le programme Shift2DC, lancé fin 2023, auquel participent entre autres EDF, Schneider et Nexans, pour développer des projets impliquant le courant continu dans des bâtiments, les data centers, l'industrie et les ports<ref>[https://www.lesechos.fr/idees-debats/sciences-prospective/la-revolution-silencieuse-du-courant-continu-2100539 La révolution silencieuse du courant continu], [[Les Échos]], 11 juin 2024.</ref>.

== Lois usuelles du courant continu ==
=== Introduction ===
Un courant parcourant un [[Conducteur (électricité)|conducteur électrique]] se manifeste à l'extérieur par de nombreux phénomènes :
* mécanique ([[Machine électrique|moteur]]) ;
* chimique (batterie, [[électrolyse]]) ;
* magnétique (déviation d'une aiguille aimantée, action d'un [[électroaimant]]{{etc.}}) ;
* thermique ([[Effet Joule|échauffement du conducteur]]) ;
* physiologique ({{page h'|électrisation}}, [[électrocution]]).

La matière, constituée d'[[atome]]s, eux-mêmes constitués d'un [[Noyau atomique|noyau]] et d'[[électron]]s forment une structure de [[charge électrique|charges électriques]] qui s'équilibrent tant qu'un électron n'a pas l'occasion de se libérer pour circuler librement dans la structure de la matière.

=== Notion de charge électrique ===
Une charge électrique est un ensemble de particules dont la somme algébrique des charges n'est pas nulle. Soient '''-e''' la charge de l'électron et '''+e''' la charge du [[proton]].

Pour des raisons historiques, la physique de l'électron ayant été connue bien après que les principales propriétés de l'électricité ont été mises en évidence, il a été décidé, du fait que les électrons circulent dans le sens inverse du sens qui avait été choisi par convention, que la charge du principal porteur de charge utile qu'est l'électron serait considérée comme négative.

Il faut donc retenir que la charge électrique de l'électron est :
: <math>q=-e</math>
et que la charge électrique d'un électron en [[coulomb]] est : {{Unité|-1.6{{x10|-19}}|C}}.
Pour mettre en mouvement les électrons, il est nécessaire de fournir une certaine énergie proportionnelle au nombre d'électrons à déplacer et qui peut entre deux points A et B d'un conducteur s'écrire :
: <math>W=UQ</math>
Le facteur de proportionnalité U étant appelé différence de potentiel entre A et B et n'est autre que la tension mesurée entre A et B.

== Références ==
{{références|taille=40}} 

== Voir aussi ==
{{autres projets
  | wikiversity = Lois du courant continu
  | wikiversity titre = Lois du courant continu
}}
=== Articles connexes ===
* [[Courant alternatif]]
* [[Courant continu haute tension]]

{{Portail|électricité et électronique|physique|Énergie}}

[[Catégorie:Courant électrique]]
[[Catégorie:Génie énergétique]]