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COMMENT MARCHENT LES DISJONCTEURS ? rezemika 07 mai 2016 Table des matières 1 I

COMMENT MARCHENT LES DISJONCTEURS ? rezemika 07 mai 2016 Table des matières 1 Introduction 5 2 Prérequis 7 3 Licence 9 4 Sommaire 11 5 Principes de base 13 5.1 Défaut de contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 5.2 Défaut de surintensité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 5.3 Quelques calculs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.4 Valeurs limites de sécurité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 5.5 Avertissement sur les formules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 6 De la haute tension au 230V 17 7 Le régime TT 23 7.1 La boucle de défaut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 8 Le disjoncteur (ou interrupteur) différentiel 27 8.1 Types de différentiels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 9 Le disjoncteur magnéto-thermique 31 9.1 Partie magnétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 9.2 Partie thermique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 9.3 Organisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 9.4 Pouvoir de coupure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 9.5 Les courbes de déclenchement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 9.6 Le choix du calibre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 10Le fusible, ancêtre du disjoncteur 37 11L’électrisation 39 12La consignation 41 13Conclusion 43 3 1 Introduction Vous voulez en apprendre plus sur les disjoncteurs installés chez vous ou à quoi sert exactement la prise de terre ? Vous êtes au bon endroit ! 5 2 Prérequis Pour suivre ce tutoriel, il ne vous faudra que les bases en électricité (que vous avez déjà si vous avez suivis le tuto sur Arduino et l’électronique) et un peu de curiosité. Si vous avez en tête vos cours de physique du collège, alors vous pourrez suivre sans problème. 7 3 Licence Le texte de ce tutoriel, son logo ainsi que quelques images sont sous licence Creative Commons By. Les images concernées portent la mention «Image sous licence CC By rezemika». Les autres images restent la propriété de leurs créateurs. Vous trouverez les liens vers les pages originales en des- sous de chacune d’elles. 9 4 Sommaire 11 5 Principes de base Avant de voir comment marchent ces petits appareils qui nous protègent des défauts électriques, nous devons d’abord être bien au clair sur quelques points. Vous le savez sûrement, le corps humain n’est pas fait pour être en contact avec de fortes ten- sions, à fortiori du 230V alternatifs. Quand cela arrive, il est d’ailleurs recommandé d’appeler un médecin, car le courant électrique peut perturber le rythme cardiaque. Mais ici, nous allons nous intéresser à ce qui se passe juste avant. Pourquoi l’électricité a-t-elle eu la mauvaise idée de passer à travers notre corps ? A partir de combien de volts et d’ampères est-elle dangereuse ? Commençons d’abord par bien définir un défaut électrique. Il y a deux possibilités : — soit le courant va là où il n’est pas censé aller (dans votre corps, par exemple) — soit il y a trop de courant par rapport à la normale 5.1 Défaut de contact Il y a deux grands types de défauts de contact : ils peuvent être directs ou indirects. On parle de contact direct quand une personne se retrouve en contact avec une pièce qui est normalement sous tension (le fil d’une rallonge, les bornes d’un disjoncteur…) après y avoir touché ou en uti- lisant une pièce conductrice (le fameux cas d’un pêcheur touchant avec sa canne une ligne haute tension). Le contact indirect, c’est quand une personne prend une décharge en touchant une pièce qui ne devrait pas être sous tension, mais qui l’est à la suite d’un défaut d’isolement. Par exemple, si un problème dans votre four fait que le fil de phase touche sa carcasse, elle sera alors mise à la tension de la phase et vous risquez alors de prendre une décharge en y touchant. Si la carcasse de votre four est reliée à la terre comme elle devrait l’être, les disjoncteurs se déclencheront tout de suite. Sinon, ils ne se déclencheront qu’au moment où vous y toucherez. 5.2 Défaut de surintensité Bien que, techniquement, les deux soient similaires, on distingue deux types de surintensités : les surcharges et les court-circuits. Ce deuxième terme ne doit pas vous être inconnu. C’est ce qui se produit lorsque deux fils présentant une tension entrent en contact franc alors qu’ils ne devraient pas (les bornes d’une batterie, les fils d’une rallonge…). Par exemple si vous coupez à la pince une rallonge branchée à une prise, la lame de la pince fera contact entre les deux fils, et il y aura un court-circuit. Le premier cas est lui aussi souvent abordé. On y fait référence lorsque l’on dit de ne pas brancher trop de multiprises les unes à la suite des autres, ou de ne pas faire marcher trop d’appareils puissants en même temps. C’est ce qui se produit quand le courant traversant un fil est plus grand qu’il ne le devrait, ce qui le fait chauffer. 13 5 Principes de base 5.3 Quelques calculs En cours de physique, on apprend que plus un fil électrique est traversé par un courant fort, plus il chauffe. Cet échauffement peut se calculer assez simplement avec la formule qui suit. Pt = R × I2 Avec Pt, la puissance thermique produite, en Watts. R, la résistance en Ohms, et I, le courant en Ampères. Les matheux l’auront vite remarqués : l’échauffement va augmenter bien plus vite si on augmente le courant que si on augmente la résistance. Pour un fil d’une résistance de 0,3 Ohms, à 1 ampère, l’échauffement est de 0,3 Watts. Il monte à 30 Watts à 10 ampères et à 76,8 Watts à 16 ampères (j’ai choisi 10 et 16 car ce sont des valeurs nor- malisées de disjoncteurs). Puisque le rendement d’une lampe à incandescence est proche de 2%, on peut dire que si un fil d’une résistance de 0,3 Ohms est traversé par un courant de 16 ampères, alors ce fil dégagera une puissance thermique équivalente à celle d’une ampoule à incandescence de 75 Watts. De quoi chauffer une petite pièce (c’est comme ça que marchent les chauffages élec- triques), ou de quoi déclencher un incendie. Voilà pourquoi il est conseillé de limiter le courant dans un fil en ne mettant pas trop de récep- teurs les uns à la suite des autres (avec des multiprises), car dans ce cas, le câble de la première multiprise devrait supporter le courant de toutes les multiprises en aval. [[a]] |On pourrait aussi conclure l’inverse en se disant que Pt = U 2 R . Cependant, quand on dit «Pt = R × I2», il s’agit de la loi de Joule, or, P = U × I, c’est la puissance électrique. Les deux ne sont pas confondables et il faut d’abord connaître le courant avant de pouvoir calculer la puissance thermique dégagée. | |Toutefois, la formule Pt = U 2 R est valable pour calculer la puissance uploads/Geographie/ comment-marchent-les-disjoncteurs.pdf