Capacité du conducteur

Plus la section transversale d'un fil donné est petite, plus la résistance est grande pour une longueur donnée, tous les autres facteurs étant égaux. Un fil avec une plus grande résistance dissipera une plus grande quantité d'énergie thermique pour une quantité donnée de courant, la puissance étant égale à P=I₂ R.

Puissance dissipée en raison de la résistance d'un conducteur se manifeste sous forme de chaleur, et une chaleur excessive peut endommager un fil (sans parler des objets à proximité du fil), d'autant plus que la plupart des fils sont isolés avec un revêtement en plastique ou en caoutchouc, ce qui peut fondre et brûler. Les fils fins tolèrent donc moins de courant que les fils épais, tous les autres facteurs étant égaux. La limite de transport de courant d'un conducteur est connue sous le nom de ampéité .

Principalement pour des raisons de sécurité, certaines normes de câblage électrique ont été établies aux États-Unis et sont spécifiées dans le Code national de l'électricité (NEC) . Les tableaux de courant admissible des fils NEC typiques indiqueront les courants maximaux admissibles pour différentes tailles et applications de fil. Bien que le point de fusion du cuivre impose théoriquement une limite au courant admissible du fil, les matériaux couramment utilisés pour l'isolation des conducteurs fondent à des températures bien inférieures au point de fusion du cuivre, et les valeurs nominales de courant admissible sont donc basées sur les limites thermiques du isolation . La chute de tension due à une résistance excessive du fil est également un facteur de dimensionnement des conducteurs pour leur utilisation dans les circuits, mais cette considération est mieux évaluée par des moyens plus complexes (que nous aborderons dans ce chapitre). Un tableau dérivé d'une liste NEC est affiché par exemple :

Intensité admissible des conducteurs en cuivre, en air libre à 30 degrés C

Isolation : RUW, T THW, THWN FEP, FEPB Tapez : TW RUH THHN, XHHW

Tableau :

Taille Note actuelle Note actuelle Note actuelle AWG @ 60 degrés C @ 75 degrés C @ 90 degrés C 20*9-*12,519*13-1816*18-241425303512303540104050558607080680951054105125140214017019011651952201/01952302602/02252653003/02603103504/0300360405

* =valeurs estimées ; normalement, ces petites tailles de fils ne sont pas fabriquées avec ces types d'isolation

Notez les différences d'ampérage substantielles entre les fils de même taille avec différents types d'isolation. Ceci est dû, encore une fois, aux limites thermiques (60°, 75°, 90°) de chaque type de matériau isolant.

Ces valeurs nominales de courant admissible sont données pour des conducteurs en cuivre en « air libre » (circulation d'air typique maximale), par opposition aux fils placés dans des conduits ou des chemins de câbles. Comme vous le remarquerez, le tableau ne spécifie pas les courants admissibles pour les petites tailles de fil. En effet, le NEC s'occupe principalement du câblage d'alimentation (grands courants, gros fils) plutôt que des fils communs aux travaux électroniques à faible courant.

Les séquences de lettres utilisées pour identifier les types de conducteurs ont un sens, et ces lettres font généralement référence aux propriétés de la ou des couches isolantes du conducteur. Certaines de ces lettres symbolisent les propriétés individuelles du fil tandis que d'autres sont simplement des abréviations. Par exemple, la lettre « T » en elle-même signifie « thermoplastique » en tant que matériau isolant, comme dans « TW » ou « THHN ». Cependant, la combinaison de trois lettres « MTW » est l'abréviation de Machine Tool Wire , un type de fil dont l'isolation est conçue pour être flexible pour une utilisation dans des machines soumises à des mouvements ou des vibrations importants.

Matériau d'isolation

• C =Coton
• FEP =Éthylène Propylène Fluoré
• MI =Minéral (oxyde de magnésium)
• PFA =Perfluoroalcoxy
• R =Caoutchouc (parfois Néoprène)
• S =Silicone « caoutchouc »
• SA =Silicone-amiante
• T =Thermoplastique
• TA =Thermoplastique-amiante
• TFE =Polytétrafluoroéthylène (« Téflon »)
• X =Polymère synthétique réticulé
• Z =éthylène tétrafluoroéthylène modifié

Classification thermique

• H =75 degrés Celsius
• HH =90 degrés Celsius

Revêtement extérieur (« Veste »)

• N =Nylon

Conditions spéciales de service

• U =Souterrain
• W =humide
• -2 =90 degrés Celsius et humide

Par conséquent, un conducteur « THWN » a T l'isolant hermoplastique, est H manger résistant à 75° Celsius, est classé pour W et conditions, et est accompagné d'un N gaine extérieure en ylon.

Les codes de lettres comme ceux-ci ne sont utilisés que pour les fils à usage général tels que ceux utilisés dans les ménages et les entreprises. Pour les applications à haute puissance et/ou les conditions de service sévères, la complexité de la technologie des conducteurs défie la classification selon quelques codes de lettres. Les conducteurs de lignes électriques aériennes sont généralement en métal nu, suspendus aux tours par des supports en verre, en porcelaine ou en céramique appelés isolants. Même ainsi, la construction réelle du fil pour résister aux forces physiques à la fois statiques (poids mort) et dynamiques (vent) peut être complexe, avec plusieurs couches et différents types de métaux enroulés ensemble pour former un seul conducteur. Les grands conducteurs électriques souterrains sont parfois isolés par du papier, puis enfermés dans un tuyau en acier rempli d'azote ou d'huile sous pression pour empêcher l'intrusion d'eau. De tels conducteurs nécessitent un équipement de support pour maintenir la pression du fluide dans tout le tuyau.

D'autres matériaux isolants trouvent une utilisation dans des applications à petite échelle. Par exemple, les fils de petit diamètre utilisés pour fabriquer des électro-aimants (bobines produisant un champ magnétique à partir du flux d'électrons) sont souvent isolés avec une fine couche d'émail. L'émail est un excellent matériau isolant et est très fin, ce qui permet d'enrouler de nombreux « tours » de fil dans un petit espace.

AVIS :

• La résistance du fil crée de la chaleur dans les circuits de fonctionnement. Cette chaleur est un risque potentiel d'inflammation.
• Les fils fins ont un courant admissible (« intensité admissible ») inférieur à celui des fils épais, en raison de leur plus grande résistance par unité de longueur et, par conséquent, d'une plus grande génération de chaleur par unité de courant.
• Le National Electrical Code (NEC) spécifie les intensités admissible pour le câblage d'alimentation en fonction de la température d'isolation admissible et de l'application du fil.

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Fiche de travail de protection contre les surintensités
• Fiche de travail sur les types et les tailles de fils