Électricité – Connaissances de base

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Dans cet article, rappelons les concepts de base de l’électricité. Déjà les poils de certains se hérissent  ! Ne vous inquiétez pas, si nous n’avez aucune notion particulière en électricité ou bien que celles-ci remontent à vos études et sont devenues bien flous avec le temps rien n’est perdu ! Les concepts résumés ici sont expliqués sans connaissance préalable, et l’important n’est pas de tout maîtriser sur le bout des doigts mais bien de saisir les grandes lignes de ce qui va vous être expliqué. Cela permettra notamment de mieux comprendre les explications du schéma électrique et le pourquoi du comment ça marche (ou le pourquoi du comment ça bug par la même occasion !).

Si vous cherchez davantage d’informations sur l’électricité dans un van aménagé, allez jetez un œil aux autres articles sur le sujet !

Courant Alternatif et Continue

Il existe 2 type de courants : alternatif et continu. Leurs initiales sont : AC (Alternating Current) et DC (Direct Current). Ça rappelle un certain groupe de rock ..

  • Courant Continu (DC) : le courant part du + pour aller vers le -. Dans nos camions aménagés, le courant continu sera en 12V (ou 24V), et circulera au niveau des batteries, panneaux solaires, lumières, interrupteurs, pompe, … et finalement tout le circuit sauf après convertisseur 220v.
  • Courant Alternatif (AC) : le courant circule entre la phase et le neutre, en changeant de sens périodiquement. La terre est là pour question de sécurité.  Dans nos maison, le courant est alternatif car la source (EDF, ..) délivre ce type de courant à un haut voltage : 220V. Dans nos camions aménagés, le courant devient alternatif à la sortie du convertisseur et alimente les prises électriques classiques.
En haut, le voltage reste constant, c’est le courant continu, ou « Direct Current » (DC). En bas, le voltage varie au cours du temps, c’est le courant alternatif, ou « alternative current » (AC)

Pour la petite histoire, le courant alternatif est apparu après le courant continu, et s’est imposé comme la norme dans les maisons grâce à Nikola Tesla, dû à ses propriétés qui rend ce type de courant intéressant pour le transport sur de longues distances et la distribution à grande échelle. Il faut savoir que ce n’est pas parce qu’on branche un appareil sur une prise murale classique en 220v alternatif, que cet appareil fonctionne forcément avec ce type de courant, en effet de nombreux appareils (comme nos ordinateurs portables) sont accompagnés d’une “petite boite” qui est en fait un transformateur qui transforme ce courant alternatif en courant continu.

Photo du scientifique Nikola Tesla, à l’origine du courant alternatif.

Circuit en série, Circuit en parallèle

Série

Dans un circuit en série, l’intensité est partout la même. La tension se partage entre les différents dipôles passifs (*). Pour les éléments qui produisent du courant, on ajoute leur tensions. Ainsi en mettant deux batteries identiques de 12v en série, on obtient l’équivalent d’une batterie de 24v, avec la même intensité.

Parallèle

Dans un circuit en parallèle, chaque “branche” a la même tension et l’intensité se partage entre elles. Ainsi, avec un montage en parallèle de deux batteries identiques en 12v, on obtient une batterie de 12v avec une intensité deux fois plus importante.

A gauche, les deux lampes (rond jaune avec une croix) sont en série, à droite, elles sont en dérivation.

Dans nos maisons mobiles, les appareils que nous alimentons fonctionnent généralement avec une tension de 12V ou 24V, on veut donc que tous ces appareils soient en parallèle, pour que chacun puisse avoir la même tension et puisse utiliser la quantité de courant (ampère) qu’ils ont chacun besoin.

Pour mieux comprendre on peut faire un parallèle avec l’eau. Imaginons que chacun de vos appareils ont une demande différente de débit d’eau, vous allez installer plusieurs circuits qui partent de la source avec des robinets différents et qui vont donner chaque débit d’eau nécessaire à chaque circuit. Chacun de ces circuits sera en parallèle, car sinon mis en série, ce serait comme si vous donniez l’accès en eau au premier, puis que vous donniez au second l’eau que le premier n’a pas consommé, sauf que le débit du second dépendrait de l’utilisation du premier … ça semblerait bizarre comme installation non ? (Ça semble beaucoup plus logique avec l’eau quand même!)

Grandeurs

Intensité

Mesurée par une quantité d’Ampère.

C’est la quantité de courant traversant un fil à un moment donné, cela revient à parler de débit. On peut facilement faire le rapprochement avec un débit d’eau en L/min par exemple. Par exemple si on allume une lumière et qu’on fait varier à l’aide d’un variateur (bouton qui tourne) son intensité lumineuse, le variateur va avoir le rôle d’un robinet qui laisse passer plus ou moins de courant.

Tension

Mesurée par une quantité de Volt.

C’est la différence de potentiel électrique entre 2 points du circuit. On peut faire le rapprochement avec une différence de hauteur entre 2 points d’un écoulement d’eau. Le courant traverse un circuit du potentiel le plus fort au potentiel le plus faible, comme l’eau donc qui s’écoule du haut vers le bas.
Dans nos circuits, on se souviendra de la tension pour savoir à quel point une batterie est chargée ou non (**) ou pour savoir dans quel type de circuit on est (12V , 24V ou 220V). La plupart des composants dont on dispose ont une tension sur laquelle ils fonctionnent : on doit donc leur fournir cette tension.
Mais un appareil 12v (par exemple) a généralement un intervalle sur lequel il fonctionne : de 11v à 14v à peu près, et ça parait logique puisque la batterie fournit un voltage variant dans cet intervalle suivant si elle est chargée ou non. Donc quand on parle de 12v, ce n’est pas strictement cette tension !

Puissance

Mesurée par une quantité de Watt.

C’est la multiplication de l’intensité par la tension. L’avantage de parler en Watt, c’est qu’on peut comparer la consommation de différents éléments électriques qui fonctionnent avec des tensions différentes. Quand on parle d’un appareil 12V (comme une lumière) d’une consommation de 48W, ça veut dire que lorsqu’elle est allumée, le courant la traversant est de 4A (4A * 12V = 48W). Quand on branche un PC qui consomme 100W (et que c’est le seul élément branché) : en alternatif (après le convertisseur), la tension est de 220V, donc l’intensité dans le fil sera de 0.45A. Avant le convertisseur, la tension est de 12V et donc l’intensité est de 8.33A (en négligeant ici les pertes dues au convertisseur).

Quantité d’énergie

Mesurée par une quantité d’Ampère-heure.

C’est la quantité d’énergie disponible dans un espace de stockage (les batteries dans notre cas). Attention ce n’est pas des ampères PAR heure !! (***) (c’est tentant de se dire ça, mais non …) Par contre X Amperes heures, c’est équivalent à l’énergie consommé par un appareil qui utilise X ampères pendant 1 heure.

Une comparaison intéressante pour comprendre (ou mieux comprendre) : l’eau. (****)
Comprendre simplement Tension et Intensité à travers l’eau

(*) Dipôle passif : Élément d’un circuit qui ne produit pas de courant.

(**)  En effet, une batterie “12v” (exemple) a sa tension qui varie à peu près entre 11,4v et 14,4v (grand maximum) selon son état de charge.

(***) Quand on parle d’une vitesse de voiture, on parle de km/h et donc de kilomètre PAR heure (on divise la distance par le temps). Ici pour l’ampère-heure, ce sont des A.h (pas de division, mais une multiplication), donc ce ne sont PAS des Ampères PAR heure.

(****) Pour compléter la comparaison : la quantité d’énergie (Ampèreheure) serait simplement la quantité d’eau.

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