Courant efficace, courant instantané, courant continu, bande passante.

On trouve principalement trois types de mesure dans les capteurs de courant ou de tension :

1) Le courant efficace (ou valeur efficace d’un courant alternatif) est une mesure qui permet de comparer un courant alternatif à un courant continu. En termes simples, c'est la valeur du courant continu qui produirait le même effet thermique (puissance dissipée) dans une résistance que le courant alternatif donné.

Rouge : signal instantané ; Orange : signal efficace

Importance de la valeur efficace

• Facilité de comparaison : Elle permet de comparer les systèmes à courant alternatif et continu en termes d'énergie ou de puissance dissipée.

• Représentation réelle : Les appareils de mesure, comme les voltmètres et ampèremètres à valeur efficace vraie (RMS, pour Root Mean Square), affichent généralement cette valeur.

2) Le courant instantané est la valeur du courant électrique à un moment précis. Contrairement au courant efficace (qui est une valeur moyenne ou globale sur un intervalle de temps), le courant instantané est une mesure ponctuelle qui varie en fonction du temps.

Différence entre courant instantané et courant efficace

• Le courant instantané donne une valeur précise du courant à un moment donné.

• Le courant efficace est une moyenne pondérée (en carré) du courant sur un cycle complet.

  
  

Le courant instantané est utilisé dans des analyses dynamiques pour observer le comportement d'un circuit à tout moment. Cela permet, par exemple :

• d'étudier les formes d'onde,

• de calculer la puissance instantanée dans un circuit,

• d'analyser des signaux non sinusoïdaux ou des transitoires

3) Le courant continu (noté CC ou DC en anglais pour Direct Current) est un type de courant électrique qui circule de manière constante dans une direction ou éventuellement dans l'autre direction ( ex : charge / décharge de batterie). Contrairement au courant alternatif (CA ou AC), il ne varie ni en amplitude ni en polarité de manière périodique.

Différence avec le courant alternatif

Caractéristique	Courant continu (CC)	Courant alternatif (CA)
Sens du courant	Fixe, direct ou inverse	Change de direction périodiquement
Amplitude	Constante	Variable
Fréquence	0 Hz	Généralement 50 Hz (Europe) ou 60 Hz (USA)
Applications	Électronique, batteries	Distribution électrique sur longues distances

Capteur de courant efficace, instantané ou continu

Bande passante des capteurs de courant

La bande passante d'un capteur de courant désigne l'intervalle de fréquences dans lequel le capteur peut mesurer avec précision le courant sans trop de distorsion ni de perte d'information. Elle est généralement exprimée en hertz (Hz) et dépend de la technologie et du design du capteur.

Définition de la bande passante

La bande passante est définie comme la plage de fréquences pour laquelle l'amplitude du signal mesuré reste dans une certaine tolérance par rapport à la valeur réelle. Par exemple :

Une tolérance de ±3 dB est courante, ce qui correspond à une réduction d'environ 70 % de l'amplitude.

Importance de la bande passante pour un capteur de courant

La bande passante du capteur est essentielle dans plusieurs applications, en particulier dans les systèmes dans lesquels les courants varient rapidement (haute fréquence) ou contiennent des composantes transitoires :

1. Applications en basse fréquence (courant continu et variations lentes) :

   • Mesure de courants continus (DC) ou de courants alternatifs à basse fréquence, comme en alimentation électrique domestique (50 Hz ou 60 Hz).

   • Un capteur avec une bande passante de 0 Hz à quelques centaines de hertz est souvent suffisant.

     
     

2. Applications en haute fréquence :

   • Analyse des harmoniques dans les systèmes électriques.

   • Surveillance des courants dans des systèmes de commutation rapide (ex. convertisseurs électroniques ou onduleurs).

     
     

3. Détection des transitoires :

   • Dans les systèmes industriels ou de puissance, des pics de courant transitoires se produisent lors de la mise en marche ou de perturbations. Une bande passante élevée permet de mesurer ces variations.

     
     

Facteurs influençant la bande passante

1. Technologie du capteur :

   • Effet Hall : Les capteurs à effet Hall ont généralement une bande passante modérée (quelques dizaines à centaines de kHz).

   • Bobines Rogowski : Très utilisées pour des mesures de courants à haute fréquence ou transitoires (bande passante typique : quelques MHz).

   • Shunts résistifs : bande passante jusqu'à 10 kHz pour les versions industrielles

   • Transformateurs de courant : Limités aux courants alternatifs (AC), avec une bande passante qui dépend de la nature du noyau magnétique.

     
     

2. Électronique associée :

   • Les circuits d'acquisition (amplificateurs, convertisseurs analogiques / numériques) limitent souvent la bande passante pratique du système de mesure.

     
     

3. Impédance et bruit :

   • À des fréquences élevées, le bruit et les limitations en impédance des circuits peuvent altérer les mesures.

     
     

Bande passante typique pour différentes technologies de capteurs

Type de capteur	Bande passante typique	Applications
Capteur à effet Hall	0 Hz – 100 kHz	Mesure de courants DC et AC industriels.
Bobine Rogowski	10 Hz – 5 MHz	Analyse de transitoires et de courants rapides.
Transformateur de courant (CT)	20 Hz – 10 kHz	Mesure de courants alternatifs dans le réseau.
Shunt résistif avec électronique	0 Hz – 100 kHz	Mesure de précision pour courant DC ou AC.

Comment choisir la bande passante adaptée ?

• Pour les courants continus ou faibles variations lentes : Une bande passante de 0 Hz à quelques Hz suffit.

• Pour les courants alternatifs typiques (réseaux 50/60/400 Hz) : Une bande passante d'au moins 1 kHz est recommandée.

• Pour des signaux rapides ou transitoires : Une bande passante élevée (plusieurs centaines de kHz ) est indispensable.