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Les câbles électriques - Notions

Tension? Puissance? Ampère?


Avant de parler des câbles électriques, nous allons revoir quelques notions essentielles qu' il ne faut en aucun cas négliger.


La tension:


La tension qui nous préoccupe ici est de 230 volts. Elle est fournie par votre distributeur de réseau électrique.

Une notion qui lui est associée est sa fréquence: 50 Hz (Hertz).


Puissance et intensité:


Tout appareil électrique a besoin d' une certaine quantité d' énergie pour fonctionner.


Ces trois notions sont en relation constante. Ceci nous permet d' établir les formules suivantes:


P = U . I

U = P / I

I = P / U


P correspondant à la puissance en watt(s)

U correspondant à la tension en volt(s)

I correspondant à l' intensité en ampère(s)

Prenons quelques exemples:


Une ampoule 1000 watts de PAR64. Que cela signifie-t-il? La tension de fonctionnement d' un tel type d' ampoule est de 230 volts.

L' indication de 1000 watts signifie que cette ampoule a besoin de 1000 watts pour un fonctionnement optimal.

Grâce à nos formules, nous pouvons calculer l' intensité correspondante:


I = 1000 / 230

I = 4,35 ampères


A l' arrière d' un amplificateur, on retrouve les indications suivantes: 230 volts, 8 A.

Cet amplificateur a donc besoin de 8 ampères pour un fonctionnement à pleine puissance.

Nous pouvons calculer la puissance consommée par cet amplificateur:


P = U . I

P= 230 . 8

P = 1840 watts


Cela signifie que l' amplificateur consomme une puissance électrique de 1840 watts lorsque celui- ci est à pleine puissance.

L' amplificateur consomme donc 1, 8 fois plus de puissance que notre ampoule de PAR64.


Grâce à ces deux exemples, nous pouvons remarquer que l' électricité a été utilisée de différentes façons: une transformation en énergie lumineuse et une transformation en vue d' alimenter des enceintes acoustiques.

De même qu' un radiateur transforme l' électricité en énergie calorifique ou qu' un moteur la transforme en énergie mécanique.


Quelle que soit la transformation, les watts ou les ampères indiqués au dos de votre appareil vous indiqueront toujours l' énergie nécessaire au bon fonctionnement de votre spot, de votre table de mixage, de votre amplificateur,...



Les câbles électriques:



























































Pour comprendre très simplement l' importance de la section des câbles, il suffit de réaliser une simple comparaison:


Imaginons un tuyau dans lequel doit passer une certaine quantité d' eau. Plus la quantité d' eau qui devra passer par ce tuyau sera importante et plus la taille du  tuyau devra être importante. Dans le cas contraire, la quantité d' eau attendue ne correspondra pas à ce qui circule via le tuyau.


C' est la même chose avec nos câbles électriques: plus la puissance (ou l' intensité) sera importante et plus la section de nos conducteurs électriques devra être calculée en conséquence.


Pour une utilisation dans des conditions "normales", dont la tension monophasée est de 230 volts voici les sections adéquates:





















L' intensité et la puissance indiquée sont donc les maximums à ne pas dépasser en fonction de la section. A l' inverse, rien ne vous empêche d' utiliser un câble dont la section des conducteurs est de 16 mm² pour alimenter votre lampe de chevet, même si cette section est totalement disproportionnée par rapport aux besoins énergétiques.


Il est également important de tenir compte de la longueur de votre câble électrique. Un câble trop long et sous- dimensionné entraînera des pertes non négligeables.


Voici un petit tableau reprenant quelques sections adéquates:


Calculs effectués grâce à une feuille de calcul Excel de la marque Top Cable, avec une tension monophasée de base de 230 volts. Les chutes de tension acceptées sont de maximum 5% (soit 11,5 volts). (Cos phi : 0,8).


Intensité: 16 ampères


























Intensité: 32 ampères






















Quelques conseils:


Lorsque vous utilisez un enrouleur, n' oubliez surtout pas de le dérouler complètement! En effet, des risques d' incendie existent  lorsque la puissance consommée dépasse 1000 watts lorsque le câble est encore enroulé.


Voilà ce qui peut vous arriver:



Didier Pietquin © Août 2006

Longueur

Section adéquate

Chute de tension

10 mètres

1,5 mm²

1,7 %

15 mètres

1,5 mm²

2,6 %

20 mètres

1,5 mm²

3,5 %

25 mètres

1,5 mm²

4,3 %

30 mètres

2,5 mm²

5,2 %

35 mètres

2,5 mm²

6 %

40 mètres

2,5 mm²

6,9 %

50 mètres

4 mm²

8,6 %

75 mètres

4 mm²

12,9 %

100 mètres

6 mm²

17,3 %

Article en cours d' écriture... Merci de votre  patience.

Section en mm²

Intensité en ampères

Puissance en watts

1,5

10

2300

2,5

16

3680

4

25

5750

6

32

7360

10

40

9200

16

63

14490

Comment déterminer la section des câbles ?

Il est important de calculer correctement la section du câble utilisé lors de vos installations électriques. En effet un câble trop faible va entraîner un échauffement du à la résistance du câble (ce qui peut créer un incendie) et une perte de tension, une section trop importante peut entraîner un problème de poids et de coût.


Comment calculer ?


Loi de Pouillet : la résistance R d’un conducteur (en ohms Ω) est directement proportionnelle à

sa résistivité ρ (0.01786 Ωmm2/m à 20°C pour le cuivre)

sa longueur L (en mètres)

et inversement proportionnelle à la section S (en mm2) de ce conducteur


R : ρ x L / S


Effet Joule : tout conducteur parcouru par un courant s’échauffe. Ce dégagement de chaleur Q (en joules) est directement proportionnel

A la valeur de la résistance R (calculée par la loi de Pouillet ci-dessus)

Au carré de l’intensité du courant I (en A ampères)

Au temps t de passage (en s secondes )du courant dans le conducteur


Q = R x I² x t

La section idéale (en mm2) se calcule selon la formule suivante :

Pour une intensité de courant donnée S = ρ x 2L x I / ΔmaxU

Pour une puissance donnée S = ρ x 2L x P/ ΔmaxU x U

Où ΔmaxU est la baisse de tension maximale acceptable (ou chute de ligne). En courant monophasé (cos φ= 1) , L est la distance parcourue par un fil de la source au dernier appareil, Il faut toujours prendre une section de câble égale ou supérieure à celle calculée.


La baisse de tension maximale acceptable : celle-ci est en général reprise sur les appareils (par exemple 210V minimum). Elle est en général de 3 à 5 %.

Exemple : vous devez placer un éclairage de jardin de 10 spots de 150 W répartis sur un câble de 150m en 220V. La baisse de tension maximale acceptable est de 3 % (ce qui donne un ΔmaxU de 6.6)

Calcul de la section idéale S = 0.0179 x 2 x 150 x (10 x 150) / 6,6 x 220 = 5.55mm2 donc il faudra du 6mm2

Quelques repères, pour un câble de 25 m, en 220V :

Pour un circuit d’éclairage de 10 A en principe une section de 1.5mm2 est suffisante

Pour un circuit de prises pour un usage normal 16 A (éclairage, musique, TV,…) : 2.5 mm2

Et ainsi de suite … 32A : 6mm2

Pour des moteurs , transformateurs, … ou du courant triphasé, il faut tenir compte du cos φ qui est <1 et nécessite donc des sections de câble plus importantes.

Nous nous sommes limités aux câbles en cuivre de bonne qualité dont la résistivité est de 0,01786 Ωmm2/m à 20°C. Si la température augmente, la résistance également. Si le poids est important, il peut être intéressant de remplacer le cuivre par de l’aluminium, même si celui-ci a une plus grande résistivité, ce qui oblige à utiliser des câbles de plus grande section.


Les risques d’incendie sont importants si vous utilisez un câble de trop faible section, si vous mettrez plusieurs câbles les uns contre des autres ou si vous utilisez des câbles en cuivre de mauvaise qualité.

www.electric.be

Longueur

Section adéquate

Chute de tension

10 mètres

4 mm²

1,3 %

15 mètres

4 mm²

1,9 %

20 mètres

4 mm²

2,6 %

25 mètres

4 mm²

3,2 %

30 mètres

4 mm²

3,9 %

35 mètres

4 mm²

4,5 %

40 mètres

6 mm²

5,2 %

50 mètres

6 mm²

6,5 %

75 mètres

10 mm²

9,7 %

100 mètres

16 mm²

12,9 mm²