Upload
hugues-bertrand
View
113
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Facteurs déterminant la résistance électrique des fils conducteurs
2-3 RÉSISTANCE DES CONDUCTEURS
Contenu du chapitre
Résistivité électrique
Système international
Système britannique Calibre d’un conducteur circulaire
Variation de la résistance avec la température
L’effet Joule
Exemple de calcul
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Facteurs déterminants
facteurs constructifs déterminant la résistance d’un conducteur :
le matériaux du conducteur la longueur du conducteurla section du conducteur
S
lR
Δt)α(RRt 10
facteur externe déterminant la résistance d’un conducteur :
la température du conducteur
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Résistivité électrique
résistivité (résistance spécifique) - (rhô) : Caractéristique d'une substance conductrice, numériquement égale à la résistance d'un cylindre de cette substance de longueur et de section unités.
étant donné que l’unité de section peut être exprimée en fonction de différents systèmes de mesure, on utilise en pratique deux modalités différentes pour exprimer la résistivité:
en système SI (« métrique »)en système « britannique »
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Système International (métrique)
les unités de mesure du système SI sont :
[R] = 1 résistance)
[] = 1 m (résistivité)
[l] = 1 m (longueur)
[S] = 1 m2 (section)
[t] = 1 °C (température)
[] = 1 (°C)-1 (coefficient de température)
tref = 0 °C (température de référence)
Voir tableau pour la résistivité
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Système International (métrique)
Le calcul de la section d’un conducteur circulaire de diamètre D sera fait selon la formule :
4
2DS
[D] = 1m[S] = 1m2
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Système britannique
les unités de mesure du système britannique sont :
[R] = 1 résistance)
[] = 1 cmil/pied (résistivité)
[l] = 1 pied (longueur)
[S] = 1 cmil (section)[t] = 1 °C (température)
[] = 1 (°C)-1 (coefficient de température)tref = 20 °C (température de référence)
Voir tableau pour la résistivité
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Système britannique
Calcul de la section d’un conducteur circulaire (système britannique)
mil : unité de longueur = un millième de pouce
mmmpoucemil 4,250254,0001,01
mil-circulaire (circular mil) : unité de surface; c’est la surface d’un cercle ayant un diamètre de 1 mil
22 707506000,011 mmmilcmil
2DS [D] = 1 mil[S] = 1 cmil
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Calibre d’un conducteur circulaire
les diamètres des conducteurs ronds sont standardisés
on indique le diamètre des conducteurs ronds par un numéro de la jauge “Standard American Wire Gauge”, abrégé AWG
selon ce système, le diamètre du fil diminue à mesure que le numéro de jauge augmente
les conducteurs type aviation ont des calibres allant jusqu’au numéro de jauge #24
on utilise seulement des calibres paires à l’exception de #0000, #00, #0 et #1
Voir tableau
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Calibre d’un conducteur circulaire
le fil doit être dénudéle fil nu doit être inséré dans l’encoche et non dans l’ouverture circulaire de la jauge
Identification du calibre d’un conducteur circulaire
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Variation de la résistance avec la température
en règle générale, la résistance d’un conducteur augmente proportionnellement à l’élévation de sa température
par contre, il existe aussi des exceptions: la résistance du carbone diminue lorsque sa température augmente
certains alliages spéciaux, tels que le constantan et la manganine offrent l’avantage de conserver une résistance à peu près constante à toutes les températures et c’est la raison pour laquelle on les utilise dans la fabrication des instruments de mesure
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Variation de la résistance avec la température
Δt)α(RRt 10
Rt = résistance à la température tR0 = résistance à la température de référence
t = t - tref
Voir tableau pour le coefficient
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Exemple de calcul
Calculer la résistance d’un fil de cuivre de 100 mètres de longueur et de 0,81 millimètre de diamètre (calibre #20).Trouver la résistance de ce même fil de cuivre sachant que:
a) 100 mètres 328 piedsb) 0,81 mm de diamètre 32 mil de diamètre
Que remarquez-vous?
Appliquez la formule de variation de la résistance avec la température pour retrouver une valeur à partir de l’autre.
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Exemple de calcul
Système international
SOLUTION
S
lR
m 8106.1
4
2DS
26
23
10516.04
1081.0mS
1.3
10516.0
100106.1
288
m
mmR
Voir tableau
Obs. : résistance calculée à 0 °C
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Exemple de calcul
Système britannique
SOLUTION (suite1)
S
lR
Voir tableaupicmil /37.10
2DS cmilcmilS 1024322
3.31024
328/37.10
cmil
pipicmilR
Obs. : résistance calculée à 20 °C
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Exemple de calcul
Du système international vers le système britannique
SOLUTION (suite 2) Δt)α(RRt 10
Voir tableau 10041.0 C
3.3200041.011.320R
Du système britannique vers le système international
Voir tableau 100393.0 C
1.32000393.013.30R
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
L’effet Joule (1)
l’effet Joule c’est la transformation de l’énergie électrique en énergie calorifique dans un conducteur traversé par un courant
l’effet est dû aux frottements que subissent les charges en mouvement dans ce conducteur
le phénomène se produit dans tous les conducteurs, qu’ils soit passifs (fils, radiateurs, etc.) ou actifs (générateurs, moteurs, etc.)
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
L’effet Joule (2)
loi de Joule : la quantité d’énergie calorifique qui apparaît dans un conducteur traversé par un courant électrique est proportionnelle:
à la résistance de ce conducteur au carré de l’intensité du courant à la durée de passage de ce courant
tIRW 2
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
L’effet Joule (3)Conséquences
sauf pour quelques éléments électriques (appareils de chauffage, etc.), l’effet Joule diminue le rendement, par exemple, des lignes électriques et des machines
l’effet Joule doit donc être limité pour que le rendement des équipements reste acceptable
ATTENTION donc aux court-circuits (I ), mauvais contacts (R ), bornes mal serrées (R ), etc.
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
L’effet Joule (4)Applications
les fusibles (fuses)
les disjoncteurs thermiques (circuit breakers)
chauffage électrique
éclairage électrique par incandescence
soudage électrique
Voir chapitre “Appareillage de protection”
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Courant nominal – courant d’appel
Courant nominal – intensité du courant qui s’établit dans un circuit pendant le fonctionnement normal.
Courant d’appel – intensité que prends le courant lors de la fermeture du circuit (intervalle de temps très court)
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Courant nominal – courant d’appel
Si l’élément de circuit change de beaucoup sa résistance sous l’influence de l’effet Joule, la différence entre le courant d’appel et le courant nominal sera importante
Vu sa durée limitée et très courte dans le temps, le courant d’appel n’est pas mesurable
On peut calculer l’intensité du courant d’appel en utilisant la valeur de la résistance à froid de l’équipement
Voir chapitre “Normes AC 43-13”
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Exemple de calcul
Une lampe à incandescence de 120V/100W a un filament en tungstène. Lorsqu’elle est allumée, la température du filament est à 2600oC. Déterminer:
a) Le courant nominal absorbé par l’ampoule
b) Le courant d’appel (à l’allumage) sachant que la température ambiante est 20 °C
© Andrei Radulescu 2002Analyse des circuits en c.c. – Résistance des conducteurs
Électricité pour aéronefs
Exemple de calcul
SOLUTION
AV
w
V
PIn 833.0
120
100a)
b) 1442
2600 P
VR
42.1125800045.01
144
12600
20 t
RR
AV
R
VIappel 5.10
42.11
120
20
Voir tableau pour