Tension et Intensité

published 17/01/2016 | last modified 07/03/2016

[NOTA BENE] L’électricité est un domaine plus complexe qu’il n’y paraît et j’ai préféré vous donner des informations proches de la vérité opérationnelle, plutôt que de reprendre des notions purement théoriques et inexploitables.

Le barrage et le camion

Imaginez un barrage hydroélectrique et un camion. Le barrage doit démarrer le camion.

Le barrage se compose comme suit :

  1. un cubage (un réservoir d’eau), en m3
  2. une hauteur de chute, en mètres

Le cubage, c’est la quantité totale d’électricité que le barrage peut fournir. C’est l’intensité (en ampère).

La hauteur de chute, c’est la force de l’électricité à un instant t. C’est la tension (en volts).

Si on ramène le barrage hydroélectrique à une batterie de camion, celle-ci affiche 24 volts / 800 A / 140 Ah. Lorsque je tourne la clé du démarreur, la batterie peut me fournir de l’énergie à concurrence de 800 ampères, avec un débit qui pourrait être de 140 ampères pendant 1 heure, ou bien 70 ampères pendant 2 heures, ou bien 46,6 ampères pendant 3 heures… On peut également calculer la puissance fournie : 24 x 800 = 19 200 W = 19,2 kW.

L’indication “800 A” est la puissance de démarrage que peut fournir la batterie à une température de -18°C, pendant 30 secondes (sans que la tension ne retombe en-dessous d’un certain seuil).

Pour une voiture, dont la batterie affiche 12 V / 420 A / 52 Ah, je peux compter sur 12 x 420 = 5 040 W = 5,04 kW… pendant 30 secondes à -18°C..

Pour une moto, qui affiche 12 V / 200 A / 12 Ah, je peux compter du 2 400 W = 2,4 kW… pendant 30 secondes à -18°C.

Lien avec le câblage électrique

Je cite l’exemple de la voiture pour faire un lien avec le câblage électrique : la moto et la voiture accueillent des batteries de même tension (12 V) et des équipements de même puissance, par conséquent les fils électriques qui constituent leur faisceau électrique sont d’un diamètre équivalent (entre 1 et 1,5 mm de section).

Pour le camion, les équipements de même puissance (les phares par exemple) peuvent disposer de fils électriques plus petits, car le voltage étant supérieur, l’intensité est plus basse. Pour les équipements d’une puissance supérieure (comme le moteur), on peut penser que les fils électriques (les câbles compte tenu de leur diamètre) sont un peu plus gros en section, car si le voltage est double d’une voiture, la puissance délivrée par la batterie est quadruple.

Tout ça pour dire que la section des fils, dépend à la fois de la puissance requise par l’équipement, mais aussi du voltage de la batterie.

Lien avec le courant électrique haute tension

Le réseau EDF transporte du courant haute tension sur de très longues distances. La tension est importante (de l’ordre de 200 000 à 300 000 V, voire davantage) mais l’intensité est faible, afin de diminuer les pertes par effets joule, et surtout de réduire la section des câbles de transport. Je n’ai malheureusement pas pu vulgariser, vue la très grande diversité et la très grande complexité des technologies liées à ces câbles.

Lien avec le courant électrique domestique

Le réseau domestique est en 200 V / 50 A en courant alternatif, ce qui permet de faire tourner des appareils jusqu’à concurrence de 20 000 W (20 kW). En effet, le courant alternatif fournit une différence de potentiel double du courant continu.

On peut se poser la question de ce choix 200 V / 50 A. On pourrait avoir un voltage plus bas, et plus d’ampérage. Ou l’inverse. C’est sans doute un compromis qui a été trouvé, au carrefour de l’électricité fournie, de la perte par effet joule, de la puissance nécessaire et de la sécurité.