La chute de tension (VD) se produit lorsque la tension diminue à l'extrémité d'un câble par rapport à son point de départ. Tous les fils, quelle que soit leur longueur ou leur section, présentent une certaine résistance. Le passage d'un courant à travers cette résistance entraîne une chute de tension. Plus la longueur du câble augmente, plus sa résistance et sa réactance augmentent proportionnellement. Par conséquent, la chute de tension devient un facteur important dans les installations de câbles de grande longueur, comme celles des grands bâtiments ou des vastes propriétés telles que les exploitations agricoles. Cette méthode est fréquemment utilisée pour dimensionner correctement les conducteurs dans les circuits électriques monophasés entre phases et peut être calculée à l'aide d'un calculateur de chute de tension.
Les câbles électriques, lorsqu'ils transportent du courant, introduisent intrinsèquement une résistance ou une impédance au passage du courant. La perte de tension (VD) est quantifiée comme la chute de tension subie par une partie ou la totalité d'un circuit en raison de l'impédance du câble, et se mesure en volts.
Une tension excessive dans la section d'un câble peut entraîner un scintillement ou une baisse d'intensité lumineuse, un fonctionnement sous-optimal du chauffage et une élévation de la température du moteur, pouvant aller jusqu'à la panne. Dans ce cas, la charge est contrainte de fonctionner davantage avec une tension réduite.
Quels facteurs déterminent la chute de tension ?
La VD est déterminée par les facteurs suivants :
1. Matériau conducteur
La conductivité électrique varie selon les matériaux. Par exemple, le cuivre est un meilleur conducteur que l'aluminium.
2. Diamètre du conducteur
Un diamètre de conducteur plus grand améliore la conductivité car il fournit plus de matière pour le passage du courant.
3. Longueur du conducteur
Les conducteurs plus longs ont une résistance plus élevée car le courant doit parcourir une plus grande distance de la source à la charge.
4. Température du conducteur
La température affecte la conductivité des matériaux, certains matériaux devenant plus ou moins conducteurs lorsque la température change.
5. Courant transporté par le conducteur :
La chute de tension est directement proportionnelle au courant transporté par le conducteur. Si le courant double alors que la résistance reste la même, la chute de tension double également.
6. Connexions du circuit :
Les connexions dans un circuit introduisent une résistance de contact, et de mauvaises connexions peuvent entraîner une augmentation de la chute de tension.
Voir aussi : Qu’est-ce que la tension en circuit ouvert (Voc) ?
Comment calculer la chute de tension
Il est important de noter que la formule VD varie selon le nombre de phases du circuit, monophasé ou triphasé. Dans les équations ci-dessous, nous utilisons les variables suivantes :
- Z: Impédance du conducteur (ohms par 1,000 XNUMX pieds ou ohms/kft)
- I: Courant de charge (ampères)
- L: Longueur (pieds)
Système monophasé : Chute de tension V = 2 ×— Z ×— I ×— L / 1000
Système triphasé : Chute de tension V = 1.73 ×— Z ×— I ×— L / 1000
On divise ces formules par 1 000 car les valeurs d'impédance standard sont fournies pour chaque tranche de 1 000 pieds, ce qui les convertit en ohms par pied. Le chapitre 9 du NEC présente les propriétés des conducteurs pour une température nominale de 75 °C.
Pour illustrer le processus, supposons un circuit monophasé de 120 V avec un courant de 22 A, une impédance de conducteur de 1.29 ohm par 1,000 50 pieds et une longueur de circuit de XNUMX pieds. La chute de tension serait :
Chute de tension = (2 ×— 1.29 ohms/kft ×— 22 A ×— 50 pieds) / 1 000 = 2.84 V
Pourcentage VD = 2.84 V / 120 V = 0.0237 = 2.37 %
S'il y a plusieurs conducteurs par phase, divisez le résultat par le nombre de conducteurs par phase, car la résistance est réduite. Par exemple, s'il y a deux conducteurs par phase dans l'exemple ci-dessus, la résistance est divisée par deux, ce qui entraîne une chute de tension de 1.42 V (1.18 %).
À lire également : Comment calculer la tension en circuit ouvert (Voc) d’un panneau solaire
Comment contrôler la chute de tension
L'élimination complète de la déformation vasculaire est impossible, car tous les matériaux possèdent une résistance électrique inhérente. Cependant, plusieurs stratégies peuvent la minimiser efficacement :
- Amélioration de l'efficacité : Améliorez l’efficacité des équipements pour réduire la consommation d’énergie et, par conséquent, la chute de tension.
- Dépannage: Identifier et résoudre les problèmes électriques provoquant une augmentation inutile du courant ou de la résistance.
- Correction des tailles de conducteurs : Sélectionnez correctement les conducteurs en fonction de facteurs tels que le courant, la température et la capacité du chemin de câbles.
- Distribution centralisée : Placez les principaux composants électriques au centre pour minimiser les distances de câblage dans les bâtiments.
- Charges équilibrées : Dans les systèmes triphasés, assurez une répartition équilibrée de la charge pour éviter une chute de tension inégale.
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