Pour ce deuxième module, je propose d’aborder les principales grandeurs et mesures électriques, j’espère après lecture cela sera plus clair pour vous. Bonne lecture. Merci à Kermite 60.
Nature du courant
Comme évoqué dans le premier module, il existe deux courants.
- Le courant continu : Symbole : =
Il est fournit généralement par des batteries, piles ou des génératrices ou naturellement comme l’électricité statique ou l’orage. Il est composé de deux polarités l’une positive plus + et l’autre négative moins – Il est repéré sur les matériels électriques par le sigle CC (courant continu) ou DC (direct current). Le récepteur lors de son raccordement (ex pompe ; spot d’éclairage) doit bien sur être de la même nature de courant (CC ou DC) et il faut aussi respecter les polarités (+ et -). - Le courant alternatif : Symbole : ~
Il est fournit par votre fournisseur électrique, ou par un groupe électrogène (alternateur) avec une fréquence de 50 Hertz. Il existe plusieurs régime de neutre mais pour faire simple je ne vous parlerai que de celui que votre fournisseur vous livre, soit : le régime TT. Le premier T =neutre à la terre Le deuxième T = masse à la terre. Il est compose d’un neutre (N ) et d’une phase (L) pour un réseau monophasé ou d’un neutre (N ) et de trois phases (L1-L2-L3) pour un réseau triphasé. Il est repéré sur les matériels électriques par le sigle CA courant alternatif ou AC alternating current. Le récepteur lors de son raccordement (ex pompe ; spot d’éclairage) doit bien sur être de la même nature de courant (AC ou CA) et il faut aussi respecter le neutre ( N ) et la phase ( L ou C ou PH ) en monophasé ou les phases (L1-L2-L3) triphasé.
Nota : il existe aujourd’hui du matériel recevant ou générant les deux natures de courant, il est alors repéré par le sigle AC/ DC ou CA/CC.
Différence de potentiel (DDP ) ou tension U (réseau monophasé)
Elle s’exprime en volts, on la mesure donc avec un voltmètre ou multimètre (en position V) La mesure s’effectue en dérivation ou parallèle sur les deux points dont-on veut connaître la tension, en général entre la phase et le neutre, ou entre la phase et la terre. Ne pas oublier de choisir sa nature de courant (CA-CC ) pour les appareils de mesure non automatique.
L’intensité
Souvent appelée improprement » Ampérage « , son unité est l’Ampère : A
Elle exprime une quantité de courant traversant un récepteur, sa valeur sera la même en tout points d’un circuit. Pour la mesurer, on utilisera un ampèremètre ou multimètre (en position A) qui sera impérativement branché en série dans le circuit à mesurer. Sa mise en parallèle sur un récepteur entraînerait de graves dommages à l’appareil. Ne pas oublier de choisir sa nature de courant (CA-CC ) pour les appareils de mesure non automatique. Il existe aussi des pinces ampermétriques qui mesurent l’intensité sans ouvrir le circuit.
Les puissances
Je n’aborderai que les 2 puissances électriques principales :
La puissance apparente (S) : elle est exprimée en Volt Ampère(VA) c’est le produit de la multiplication de la tension par l’intensité
Ex : 230 volts x 10A = 2300 VA.
La puissance active (P) : elle est exprimée en Watt (W) c’est le produit de la multiplication de la tension par l’intensité et par le cosinus Phi (voir paragraphe : 5) Ex : 230 volts x 10A x 0.88 =2024 W.
Le facteur de puissance ou cosinus phi φ
En courant continu ce rapport est toujours égal à 1 et on parle simplement de puissance, elle s’exprime en Watt (W )
En Courant Alternatif le Facteur de Puissance sera égal à 1 seulement dans le cas où le circuit serait purement résistif.
Exemple : radiateur électrique, ampoules à filament, etc.
Dans les cas ou le circuit comprend des moteurs, des appareils d’éclairage à tube fluorescent, d’une manière générale des bobinages, l’effet magnétisant des bobines modifie la valeur de résistance du circuit qui ne s’appelle plus Résistance mais Impédance. On dit dans ce cas qu’il s’agit d’un circuit inductif. On constate alors sur un oscilloscope et pour les mêmes raisons l’effet de l’impédance, il se traduit par un retard de la sinusoïde intensité sur la sinusoïde tension. Ce retard s’appelle un déphasage.. Cet angle est appelé Phi φ. Donc le cos φ est le résultat de la puissance active sur la puissance apparente (pas d’unité) :
COS PHI = P/S = 2024/2300 = 0,88
Les résistances ou inductances
Son unité est l’Ohm, (lettre grecque Oméga Ω). On parle de résistance en courant continu et inductance en courant alternatif. La résistance ou l’inductance est la propriété qu’ont certains corps à s’opposer plus ou moins au passage du courant. Tous les matériaux ont une résistance électrique, les moins résistants désignant les conducteurs tels que l’or, l’argent, le cuivre, l’eau, etc. Les plus résistants désignant les isolants tels le verre, la porcelaine, le pvc, l’huile, etc.
Elle se mesure à l’aide d’un Ohmmètre ou d’un multimètre (en position Ω) branché en parallèle sur un récepteur isolé des autres (débrancher du circuit) et toujours hors tension. Il existe plusieurs multiples :
Ohms (Ω), kilo ohms (KΩ = 1000 Ω) Méga Ohms (MΩ =1000000 Ω).
Tout récepteurs (pompe, UV, ampoules…) à donc une résistance ou inductance.
Énergie électrique
Elle s’exprime en Watt/heure ou plus généralement en Kilowatts/h (1000 wh).
C’est la puissance électrique consommée par un appareil pendant un temps déterminé. Une ampoule de 10 W consommera au bout d’une heure une énergie électrique de 10 Wattheure ; symbole (Wh), ou si elle fonctionne 100 heures elle consommera 1000Wh soit 1KWh. Le prix du KWh est d’environ 0.117 € (tarif TTC bleu EDF 2011) cette ampoule aura donc un coût de 0.117 € au bout de 100 Heures d’utilisation.
W = U x l x t ou W = P x t
W : Wh
U : Volts
l : Ampère
t : heures
P :VA
L’énergie électrique dépend donc du temps d’utilisation de l’appareil électrique. Plus un appareil fonctionne, plus il consomme d’énergie. Elle dépend aussi de la puissance des appareils utilisés : plus un appareil est puissant, plus il consomme d’énergie. Elle se mesure avec votre compteur d’énergie de votre fournisseur électrique, il existe sur le marché des compteurs que vous pouvez installer sur une partie de votre installation ainsi vous pouvez connaître l’énergie consommée de ce circuit.
La fréquence (courant alternatif)
L’unité de fréquence est l’hertz (Hz).
La fréquence d’un courant périodique est le nombre de fois que le courant se reproduit identiquement à lui-même en une seconde. Le réseau français (sinusoïdal) est à une fréquence de 50 Hz alors que le réseau d’Amérique du Nord est de 60 Hz. Donc il est important, si vous achetez des appareils par internet (site étranger), de vérifier cette fréquence est bien de 50Hz. Certains récepteurs sont compatibles avec plusieurs fréquences.
Formules
Petites synthèse des formules :
U = R x l ou l = U/R ou R = U/l
P = U x l ou l = P/U ou U=P/I
Les mesures
Aujourd’hui pour les mesures nous utilisons un multimètre qui regroupe les différentes grandeurs en électricité à l’inverse de quelques années en arrière ou il existait un appareil par grandeur (volt, ampère, ohms….).Ces multimètres sont soit digitaux (chiffres, lecture directe) ou à aiguille (lecture par échelle) ou les deux. Il donc important de connaître qu’elle grandeur et qu’elle nature de courant on veut mesurer. Pour choisir sa grandeur on tourne le commutateur central et on place le curseur sur la grandeur désirée et dont le calibre est le plus haut (ex 1000 volts), certains modèles demandent un déplacement des cordons de mesure (fils rouge et noir). Chaque marque a sa propre utilisation, il est préférable pour des raisons d’utilisation et de sécurité de consulter la notice de son multimètre.
On trouve dans le commerce des appareils très bons marchés, quelques fois trop bon marché, pour votre sécurité regardez s’ils sont bien équipés de fusibles interne (erreur de manipulation, ça arrive aussi au professionnel ) et de cordons de mesure (fils) d’un diamètre convenable, certains sont équipés de fil ressemblant à du fil de téléphone.
Multimètre et Multimètre avec pince ampermétrique
La VAT Vérification Absence de Tension
Avant toute intervention sur un réseau électrique nous devons vers une vérification d’Absence de Tension, logiquement il faut le faire avec un autre appareil que l’on nomme V.A.T. mais je ne vois pas le particulier investir dans un autre appareil alors qu’il possède un multimètre ou un voltmètre.
Voila la procédure en quatre étapes :
- Je mesure la tension (volts) au point d’intervention ex : prise de courant. Mesure = 230volts
- Je coupe le disjoncteur ou le porte fusible du circuit supposé (si bien repéré)
- Je mesure de nouveau le point d’intervention donc la prise de courant pour nous ; Mesure = 0 volt. Si Mesure = 230 volts je n’ai pas coupé le bon circuit.
- Si mesure = 0 volt ; je vérifie le multimètre ou voltmètre sur un circuit sous tension, ainsi je m’assure du parfait fonctionnement de mon appareil de mesure.
Le prochain thème sera les indices de protections et des différentes classes de matériel.
Voir aussi :
- Dossier 3 : Normes et symboles des appareils électriques
- Dossier 1 : Les dangers du courant électrique
