Chute de tension - Voltage drop

La chute de tension est la diminution du potentiel électrique le long du trajet d'un courant circulant dans un circuit électrique . Les chutes de tension dans la résistance interne de la source, entre les conducteurs , les contacts et les connecteurs sont indésirables car une partie de l'énergie fournie est dissipée. La chute de tension aux bornes de la charge électrique est proportionnelle à la puissance disponible pour être convertie dans cette charge en une autre forme d'énergie utile.

Par exemple, un radiateur électrique peut avoir une résistance de dix ohms et les fils qui l'alimentent peuvent avoir une résistance de 0,2 ohm, soit environ 2 % de la résistance totale du circuit. Cela signifie qu'environ 2% de la tension fournie est perdue dans le fil lui-même. Une chute de tension excessive peut entraîner des performances insatisfaisantes d'un radiateur et une surchauffe des fils et des connexions.

Les codes électriques nationaux et locaux peuvent définir des directives pour la chute de tension maximale autorisée dans le câblage électrique afin d'assurer l'efficacité de la distribution et le bon fonctionnement de l'équipement électrique. La chute de tension maximale autorisée varie d'un pays à l'autre. Dans la conception électronique et la transmission de puissance, diverses techniques sont utilisées pour compenser l'effet de la chute de tension sur les longs circuits ou lorsque les niveaux de tension doivent être maintenus avec précision. Le moyen le plus simple de réduire la chute de tension est d'augmenter le diamètre du conducteur entre la source et la charge, ce qui abaisse la résistance globale. Dans les systèmes de distribution d'énergie, une quantité donnée d'énergie peut être transmise avec une chute de tension moindre si une tension plus élevée est utilisée. Des techniques plus sophistiquées utilisent des éléments actifs pour compenser une chute de tension excessive.

Chute de tension dans les circuits à courant continu : résistance

Considérons un circuit à courant continu avec une source CC de neuf volts ; trois résistances de 67 ohms , 100 ohms et 470 ohms ; et une ampoule, le tout connecté en série . La source CC, les conducteurs (fils), les résistances et l'ampoule (la charge ) ont tous une résistance ; tous utilisent et dissipent l'énergie fournie dans une certaine mesure. Leurs caractéristiques physiques déterminent la quantité d'énergie. Par exemple, la résistance CC d'un conducteur dépend de la longueur du conducteur, de la section transversale, du type de matériau et de la température.

Si la tension entre la source CC et la première résistance (67 ohms) est mesurée, le potentiel de tension à la première résistance sera légèrement inférieur à neuf volts. Le courant passe à travers le conducteur (fil) de la source CC à la première résistance ; lorsque cela se produit, une partie de l'énergie fournie est « perdue » (indisponible pour la charge), en raison de la résistance du conducteur. Une chute de tension existe à la fois dans les fils d'alimentation et de retour d'un circuit. Si la chute de tension à travers chaque résistance est mesurée, la mesure sera un nombre significatif. Cela représente l'énergie utilisée par la résistance. Plus la résistance est grande, plus cette résistance consomme d'énergie et plus la chute de tension aux bornes de cette résistance est importante.

La loi d'Ohm peut être utilisée pour vérifier la chute de tension. Dans un circuit à courant continu, la tension est égale au courant multiplié par la résistance. V = I R . De plus, les lois de circuit de Kirchhoff stipulent que dans tout circuit à courant continu, la somme des chutes de tension à travers chaque composant du circuit est égale à la tension d'alimentation.

Chute de tension dans les circuits à courant alternatif : impédance

Dans les circuits à courant alternatif , l'opposition au passage du courant se produit à cause de la résistance, tout comme dans les circuits à courant continu. Cependant, les circuits à courant alternatif comportent également un deuxième type d'opposition au passage du courant : la réactance . La somme des oppositions au flux de courant provenant à la fois de la résistance et de la réactance est appelée impédance .

L'impédance électrique est généralement représentée par la variable Z et mesurée en ohms à une fréquence spécifique. L'impédance électrique est calculée comme la somme vectorielle de la résistance électrique , de la réactance capacitive et de la réactance inductive .

La quantité d'impédance dans un circuit à courant alternatif dépend de la fréquence du courant alternatif et de la perméabilité magnétique des conducteurs électriques et des éléments électriquement isolés (y compris les éléments environnants), qui varie en fonction de leur taille et de leur espacement.

Analogue à la loi d' Ohm pour les circuits à courant continu, l'impédance électrique peut être exprimée par la formule E = I Z . Ainsi, la chute de tension dans un circuit alternatif est le produit du courant et de l'impédance du circuit.

Voir également

Les références

  1. ^ "Copie archivée" . Archivé de l'original le 2010-03-06 . Récupéré le 06/03/2010 .CS1 maint: copie archivée comme titre ( lien )
  • Principes électriques pour les métiers de l'électricité (Jim Jennesson) 5e édition