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" Câblage et Connectique " Didier Pietquin (Globe sur le Forum - e-mail) récidi

" Câblage et Connectique " Didier Pietquin (Globe sur le Forum - e-mail) récidive. Le voilà avec le troisième volet de la saga sur l' électricité dans tous ces etats. Cette fois vous apprenez tous ce qui il a à savoir sur les câbles . pour télécharger un dossier avec des fiches supplémentaires (câbles et connectiques), cliquez ici (500ko) pour télécharger un autre dossier avec des schemas et photos de tableaux électriques , cliquez ici (200ko) introduction - effet resistif - effet magnétique - conducteurs - modèles - hp et module - dmx - conclusion Introduction En sonorisation, en éclairage rien ne peut fonctionner correctement sans un câblage adéquat. Ce qui veut dire que chaque câble devra être adapté à l’utilisation que l’on veut en faire. Pourtant, on pourrait se dire que ce ne n’est jamais qu’un bout de métal par lequel passe un signal électrique. Malheureusement, ce n’est pas si simple… Ce dossier a pour but d’illustrer les principales caractéristiques d’un câble, sans pour autant entrer dans d’incompréhensibles démonstrations et formules mathématiques. Certains électriciens ou électroniciens trouveront donc ce dossier incomplet ou trop simplifié. Mais mon but n’est pas de remplacer des ouvrages spécialisés mais bien de faire simple… haut de page 1. En règle générale... Un câble est composé de un ou plusieurs conducteurs. Chacun de ces conducteurs est entouré par un isolant. Ces mêmes conducteurs sont également composés de un ou plusieurs brins métalliques. Ces conducteurs ont leurs propres caractéristiques et peuvent être soumis à différents effets. Tout ceci est décrit ci- dessous. 1.1 L’effet résistif Chaque conducteur possède une certaine résistance. Celle-ci dépend de plusieurs paramètres : - Influence de la nature du conducteur En fonction du métal ou de l’alliage utilisé pour les conducteurs, la résistance de ceux- ci variera. En effet, certains matériaux possèdent plus d’électrons libres par unité de volume que d’autres. Et plus ce nombre est élevé, plus le matériau est bon conducteur. Il offre donc moins de résistance au passage du courant. Ou tout simplement, plus il y a de charges porteuses dans un conducteur, moindre est la charge de chacun par rapport à l’énergie totale. Ce qui a pour conséquence que la quantité d’énergie convertie en chaleur à cause des collisions avec les atomes métalliques est réduite. Un conducteur d’argent est par exemple moins résistant qu’un conducteur de cuivre de même section. Par rapport à la nature d’un conducteur, on va alors parler de résistivité du conducteur, ce qui correspond à la résistance d’un conducteur ayant une longueur de 1 mètre et une section de 1 mètre carré. Ce phénomène est expliqué par le nom de la loi de Pouillet : La loi de Pouillet nous donne la relation suivante : La résistance d’un conducteur est directement proportionnelle à sa résistivité ( ) et à sa longueur (L) ; elle est inversement proportionnelle à la section (S) de ce conducteur. R = x L/ S Avec R la résistance électrique du conducteur en ohm résistivité de la matière en mm²/ m L longueur du conducteur en m S section du conducteur en mm² Pour rappel, la section d’un câble suivant son diamètre se calcule comme suit : S= x d²/4 Ou suivant son rayon : S= x r² Quelques exemples de valeurs en mm²/m à 20°C : Cuivre 0.017 Argent 0.016 Alu 0.028 Fer 0.1 - Influence de la température Dans la plupart des cas théoriques, on considère que la température reste constante à 20°C. Or, c’est rarement le cas. En effet, on remarque que la résistance d’un conducteur va augmenter avec la température. Il existe cependant certains matériaux dont la résistance diminue avec la température (Supraconducteurs) ; ceux- ci ne nous intéresse pas dans ce dossier. Cette relation est expliquée par la loi de Mathiessen et s’exprime par la formule suivante : Rt = R (1 + α t) Rt est la valeur de la résistance à la température t -- R est la valeur de la résistance à la température de 0°C -- α est le coéfficient de température du conducteur -- t est l’écart de température en degrés centigrades Quelques valeurs de α : o Cuivre, aluminium 0.004 o Tungstène 0.0065 o Argent 0.00377 o Bronze 0.0005 Cette loi de Mathiessen va également s’appliquer à la résistivité du matériau. En effet, celle- ci va également augmenter avec la température. L’effet joule Tout conducteur parcouru par un courant s’échauffe. C’est ce qu’on appelle l’effet joule. Ce dégagement de chaleur est directement proportionnel : o au temps de passage du courant dans le conducteur o au carré de l’intensité du courant o à la valeur de la résistance Ceci s’exprime par la formule suivante : Q= R . I² . t ( Q en joule - R en ohm - I en ampère - t en seconde ) Cet effet se traduit pratiquement par une élévation de la température d’un conducteur si il est traversé par un courant trop intense. L’isolant peut alors être détérioré ou pire, complètement brûlé. Un mauvais contact peut aussi provoquer une élévation de la température. Cet échauffement peut se révéler dangereux pour les prises, les soquets, les fiches,… haut de page 1.2 L’effet magnétique On sait qu’un conducteur parcouru par un courant va créer un champ d’induction magnétique. La valeur de ce champ magnétique sera proportionnelle à l’intensité du courant. Il n’y aura donc pas de champ magnétique lorsqu’il n’y a pas de circulation de courant. Lorsque deux conducteurs sont côte à côte, chacun va créer un champ magnétique qui va influencer l’autre conducteur. Un exemple simple de cet effet est le ronflement provoqué par la proximité d’un câble 220 volts à un câble micro. Dans ce cas, la fréquence de 50 Hz du câble électrique va se propager via le champ magnétique vers le câble micro. Cette fréquence va se répercuter sur le signal audio. 1.3 L’effet capacitif Un condensateur est composé de deux armatures ou de deux surfaces conductrices placées l’une en face de l’autre et séparées par un isolant. La qualité de l’isolant, la distance entre les armatures et la surface des armatures vont déterminer la capacité du condensateur. Un câble correspond parfaitement à cette caractéristique puisque deux conducteurs placés à proximité l’un de l’autre constituent un condensateur. Condensateur dont la capacité est proportionnelle à la surface et inversement proportionnelle à la distance qui les sépare. Dans le cas d’une liaison audio, la capacité du câble va se combiner à l’impédance de charge de l’appareil auquel il est relié. Cette association d’une résistance et d’un condensateur correspond à un filtre passe- bas du premier ordre, soit une atténuation de 6 dB par octave. La capacité du câble est un paramètre important dans le cas de circuits à hautes impédances principalement, tel le raccordement entre les guitares électriques et les amplis par exemple. Cette capacité dépend, dans un câble coaxial, de la distance séparant le conducteur interne et le blindage et plus la liaison est longue, plus elle est importante. Il est donc préférable que la capacité du câble soit la plus petite possible, et d’utiliser des liaisons relativement courtes pour les circuits à haute impédance. 1.4 L’effet inductif En courant alternatif, l’inductance d’un circuit électrique est la propriété qui tend à s’opposer à toute variation de courant qui le parcourt. Dans un conducteur rectiligne tel que les câbles, l’inductance est faible et on peut la négliger. C’est seulement dans le cas de fréquences élevées qu’il y a lieu d’en tenir compte. haut de page 2. Fiches techniques Suivant le type de câble, son utilisation,… un tas d’indications seront notées sur leur fiche technique. On trouvera par exemple : - Son diamètre extérieur en mm Cette information peut être utile à regarder… Histoire de s’assurer que le câble passe bien dans la fiche, le connecteur,… Le nombre de conducteur Chaque câble est composé de un ou plusieurs conducteurs. Le blindage d’un câble micro par exemple n’est pas considéré comme un conducteur en tant que tel. On parle alors de x conducteurs + masse. - La section de chaque conducteur en mm² La section de chaque conducteur est donnée en mm². - Le nombre de brins par conducteur Chaque conducteur peut être composé de un ou plusieurs brins de cuivre le plus souvent. En règle générale, plus ce nombre est élevé, plus les brins qui composent un conducteur sont fins et plus le câble sera souple. - Blindage L’efficacité d’un blindage va dépendre du taux de recouvrement de celui- ci par rapport aux conducteurs internes. En effet, plus les longueurs d’onde des interférences potentielles sont courtes, plus elles peuvent pénétrer par des ouvertures de petites dimensions. Lorsqu’un câble est blindé, il peut l’être de plusieurs façons : Le blindage par un feuillard d’aluminium : Ce type de blindage est principalement destiné aux câbles pour les installations fixes. Il permet d’assurer un recouvrement de 100 % et donc d’assurer une protection maximale aux basses fréquences. Le blindage par une tresse spiralée : Les câbles audio peuvent être blindés par une torsade de cuivre. L’avantage uploads/Litterature/ cablage-et-connectique.pdf