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TUTO : notions en électricité

le Lun 8 Jan 2018 - 13:52
Ce petit TUTO parce qu’on lit trop de choses bizarres sur les forums ou sur les groupes d’entraide, et parce qu’ l’électricité est potentiellement dangereuse : risque direct en cas de contact avec le corps et risque de déclenchement d’incendie. Visiblement les cours de physique du collège sont très loin.

Il n’est pas question ici d’aller sur de la physique de pointe. On va en rester à un modèle qui fonctionne pour ce qu’on a à faire. Je m’excuse par avance auprès des experts. À l’évidence, ce document n’est pas fait pour eux, mais pour les néophytes.

Aux néophytes justement, si tout cela vous semble trop complexe. Simplifier pourrait être dangereux. Si après, vous ne vous sentez pas de taille pour intervenir ou faire votre installation, abandonnez ! C’est plus raisonnable.

C’est quoi de l’électricité ?

L’électricité, c’est le déplacement dans des matériaux qui le permettent, d’électrons du pôle moins vers le pôle plus. Par respect de la convention historique, on peut sans problème pour nos montages, considérer que le courant passe du + vers le -. (Ce sont les « trous » qui se déplacent).

Une source de courant, c’est un « machin » (batterie, pile, condensateur, panneau solaire, générateur, alternateur, éolienne…) qui crée ou stocke un surplus d’électrons à une borne par rapport à l’autre borne. Cette différence de quantité d’électrons s’appelle une différence de potentiel. Si on permet aux électrons de circuler, en établissant un circuit entre les deux bornes, alors ils se précipitent pour tenter d’égaliser les quantité de chaque côté.  Si ils y parviennent, plus rien ne circule : batterie déchargée, piles épuisées.

Courant continu : dans le cas d’une batterie, il y a une borne plus et une borne moins. Le courant circule toujours dans le même sens.
Courant alternatif : Dans le cas du réseau 220V, la source fait alterner, 50 fois par seconde, les côtés + et -. Le courant change donc de sens 100 fois par seconde.

Quelques définitions

Système international

Il existe un système international d’unités standardisées (SI) pour tout, et donc aussi pour l’électricité.

  • Ampère ( A ) :: Intensité du courant : quantité d’électron qui passe chaque seconde.
  • Volt (V) : différence de potentiel (« force du courant », voir ci-dessus)
  • Watt (W) : puissance. C’est la quantité de travail fournie par seconde (qui est l’unité standardisé de temps) : 1W = 1V x 1A. Sur un appareil consommateur de courant, ça indique la puissance dissipée par cet appareil lorsqu’il fonctionne. On peut donc en déduire l’intensité qui va circuler dans ses fils de branchement.
  • Ohm (signe Omega) : mesure de la résistance qu’un appareil oppose au passage du courant. J’en profite pour dire qu’à température ambiante, TOUT oppose une certaine résistance au passage du courant, y compris les fils chargés de le véhiculer. Eux, ils dissipent cette énergie en chaleur. Alors, si des courants importants doivent circuler, pour éviter échauffement et perte en ligne, il faut mettre des gros diamètres. Plus c’est gros, moins c’est résistant.
  • Joule (J) : travail fourni par le courant. Dépend de la différence de potentiel (la force du courant en volt), de l’intensité (Ampères) et du temps pendant lequel le courant passe : 1J= 1V x 1A x 1s. Vous pouvez tout de suite oublier cette unité, sauf que c’est normalement la seule légale.


Unités usuelles

Le joule est très petit et n’est pas adapté aux grandeurs que nous utilisons. Pour une batterie 12V de 100Ah, on devrait dire 4 320 000 J. Pas très aisé à manipuler !
Voilà pourquoi, à la place des Joules, on parle de Watt.heure et d’Ampères.heure. Ces deux unités s’écrivent Wh et Ah, sans barre entre les deux.

  • Ampère.heure : 100 Ah, ça veut dire que la batterie peut fournir 100 ampères pendant une heure avant d’être déchargée. Ce n’est pas vraiment une mesure de travail, puisque selon qu’on soit en 12 ou en 24 V, ça change du simple au double : une batterie 24V de 100Ah fournit le double du travail d’une batterie 12V de 100 Ah
  • Watt.heure : 1200 Wh, signifie 1200W pendant une heure. Et si on est en 12V, ça revient à 100Ah. Peu ou pas utilisé chez nous. À titre d’exemple, on dit parfois qu’un sportif est capable de fournir 400W pendant une heure, soit 400Wh (et c’est tellement énorme qu’on pense tout de suite que ce n’est pas en mangeant de la salade). C’est bien le travail qu’il a effectué.

Il s’agit donc de deux mesures de travail, capacité de travail pour une batterie, et travail effectif pour un consommateur. À ne pas confondre avec Ampère ou Watt tout seuls.

Des circuits électriques

Circuit série : Peu utilisés par nous, mais c’est une option pour monter des panneaux solaires. On verra ça plus loin. C’est lorsque le  courant traverse successivement un appareil puis un autre, puis...

Circuit parallèle : pour chaque appareil, le courant peut « sortir de la batterie, traverser cet appareil et revenir directement à l’autre pôle de la batterie sans traverser aucun autre appareil.

Pourquoi il n’y a qu’un fil qui va à mon appareil s’il faut que le courant circule ? Tout d’abord, tout dépend de ton choix d’installation. Tu peux très bien faire ton montage avec un fil qui amène le courant de la borne + (en général un fil rouge) et un autre qui le ramène à la borne – (en général un fil noir). Mais parfois, au lieu d’utiliser des fils pour ramener le courant à la borne -, on utilise la carrosserie métallique du fourgon. Le courant est amené par un fil à l’appareil et l’autre borne de l’appareil est relié à la carrosserie. Dans ce cas, la borne – de la batterie doit l’être aussi.


Risques et protection

Risque incendie:Si jamais un circuit présente une résistance trop faible, l’intensité va être énorme dans les fils et dans la batterie qui vont chauffer au point de faire fondre les gaines. Les températures atteintes peuvent mettre le feu à des matériaux à proximité.
La deuxième cause d’incendie, ce sont deux fils nus séparés d’un espace suffisamment petit pour que le courant « saute » de l’un à l’autre en créant au passage un arc électrique, très chaud et pouvant enflammer d’autres matériaux.

Risque d’électrocution : Le corps humain réagit très bien à l’électricité qui interfère avec les impulsions nerveuses. Les deux risques sont la brûlure et l’accident cardiaque.

Protection : L’ensemble des mesures de protection font l’objet d’une norme. Disjoncteurs et fusibles, double protection et fixation des fils, séparation des réseaux 12V ou 220V.

  • Disjoncteur ou fusible : Bien distinguer le disjoncteur simple ou le fusible, qui coupe l’alimentation si le courant dépasse une certaine valeur.  Ces dispositifs protège contre le risque incendie. Il est obligatoire sur tout circuit 12V ou 220V.
  • Disjoncteur différentiel  Le différentiel, lui mesure le courant qui sort et celui qui revient. Il coupe si la « fuite » dépasse une certaine valeur, en général, 30 mA. Ce dispositif protège contre les risques corporels. Il est obligatoire sur le circuit 220V.


D’où vient le voltage d’une batterie ou d’un panneau solaire ou d’une pile.

La tension (le voltage) d’un accumulateur dépend des matériaux utilisés. Pour le couple Plomb/acide, c’est 2,1V. En augmentant la taille de l’élément, on augmente sa capacité, mais pas le voltage. Pour arriver au voltage de 12V, il faut mettre en série 6 éléments, ce qui permet d’arriver à 6 x 2,1 = 12,6 V. Pour obtenir 24V, il faut 12 élément, soit en une batterie, soit en mettant deux batteries 12V en série.

Il en va de même pour les panneaux solaires. Le voltage d’une cellule est défini par les matériaux utilisés. C’est pourquoi les panneaux comportent plusieurs cellules. Mais tout cela dépend de l’ensoleillement. La puissance fournie (tension et intensité) varie avec la lumière. C’est la raison pour laquelle on ne branche pas directement un panneau solaire sur une installation, mais qu’on passe par un régulateur.
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Re: TUTO : notions en électricité

le Lun 8 Jan 2018 - 14:59
:bonjour2: Eric89
Merci pour ce partage tutoriel simple et complet
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Re: TUTO : notions en électricité

le Lun 8 Jan 2018 - 15:34
Bonjour
Belle vulgarisation !
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Re: TUTO : notions en électricité

le Lun 8 Jan 2018 - 17:18
Bonjour

Intéressante initiative: ce post mériterait d’être épinglé en début de section électricité.

Une seule remarque concernant les panneaux solaires: la puissance du flux lumineux reçue détermine l'intensité du courant mais PAS la tension.
Un photon, par son impact sur le panneau, met en circulation x électrons: on a affaire a un générateur d'intensité et non pas de tension.
Un panneau "12V" ne peut travailler correctement que de 0 a 18V environ; au delà la puissance s'effondre.

Mais cette tension est déterminée par ce que l'on y branche (un régulateur MPTT par exemple qui va imposer, par son circuit électronique, une tension aux bornes du PS).
On pourrait imaginer y branchant une résistance et calculer (loi d'Ohm)  ainsi la tension obtenue a ses bornes (calcul tout théorique bien sur, sans intérêt pratique).

Mais je suis tout a fait d'accord de dire que pour avoir du "24V", il faut mettre en série deux fois plus de cellules que pour du "12V": la tension optimale, pour le plus de puissance fournie, sera simplement deux fois plus élevée.



Et si vous n'avez pas peur des maux de tête: http://conseil.seatronic.fr/regulateur-solaire-mppt.php

Mais encore une fois: ton tuto est trés bien ainsi; simplement un mot ou deux a rectifier sans aller plus loin dans les explications qui pourraient comme mon post: Sleep


Cordialement
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Re: TUTO : notions en électricité

le Mar 16 Jan 2018 - 15:56
Puis-je rajouter à cet interessant tuto un lien vers un forum (que j'espère "ami") qui possède une bien pratique calculette de section de câble, en fonction de la conso et de la distance ?

http://forum-camping-car.fr/camping-car/142/calcul-section-fil-electricite.html
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Re: TUTO : notions en électricité

le Mar 16 Jan 2018 - 16:15
merci l'ami je l'avais déjà depuis un bon moment, mais bon ce sera très utile pour celui qui ne le savait pas et c'est très bien simple a comprendre même a un débutant, excellent !!
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Re: TUTO : notions en électricité

le Ven 19 Jan 2018 - 12:56
@eric_89fr a écrit:
Aux néophytes justement, si tout cela vous semble trop complexe. Simplifier pourrait être dangereux. Si après, vous ne vous sentez pas de taille pour intervenir ou faire votre installation, abandonnez ! C’est plus raisonnable.

Voila un conseil que je vais m'empresser de suivre.
La théorie Ouahhh !! je n'ai pas compris grand chose
Donc un pote électricien, voilà un objectif important pour 2018 si j'ai des envies d'améliorations sur mon futur fourgon.
Ça consomme beaucoup un électricien ? (Un Breton çà je connais la consommation = Importante)
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Re: TUTO : notions en électricité

le Mer 28 Nov 2018 - 21:40
Super tuto de base, merci !! Je vais rebosser tout ca pour mieux comprendre toute la logistique electrique, moi qui ai un panneau, un regulateur et 2 batteries en parallele je pense ...
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