Direct current
ΔU = 2 * I * R * L
Alternating single-phase/Alternating two-phase
ΔU = 2 * I * (R * cosφ + X * sinφ) * L
Alternating three-phase
ΔU = √3 * I * (R * cosφ + X * sinφ) * L
ΔU = Voltage drop (V)
I = Current (A)
R = Resistance (Ω/km)
X = Reactance (Ω/km)
L = Line length (km)
φ = Phase shift between voltage and current
Calculez la chute de tension dans les circuits CC et CA en utilisant les paramètres électriques clés.
"La chute de tension est la diminution du potentiel électrique le long du trajet d'un courant qui circule dans un circuit électrique. Selon l'Annexe G – IEC 60364–5–52."
Courant Continu (CC): Le courant s'écoule constamment du pôle positif au pôle négatif. Utilisé dans les batteries, les panneaux solaires et l'électronique.
Courant Alternatif (CA): Le courant change de direction et d'amplitude au fil du temps à une fréquence constante (par exemple, 50 Hz ou 60 Hz). Utilisé dans les réseaux électriques et les foyers.
Types de Systèmes:
Monophasé: Un conducteur de phase et un neutre.
Diphasé: Deux conducteurs de phase (rare).
Triphasé: Trois conducteurs de phase; quatre fils incluent le neutre.
Unipolaire: Un conducteur.
Bipolaire: Deux conducteurs.
Tripolaire: Trois conducteurs.
Quadripolaire: Quatre conducteurs.
Pentapolaire: Cinq conducteurs.
Multipolaire: Deux conducteurs ou plus.
Température de fonctionnement admissible selon le matériau d'isolation du conducteur.
IEC/CEI:
70°C (158°F): Isolation PVC, isolation minérale revêtue de PVC, ou isolation minérale nue accessible.
90°C (194°F): Isolation XLPE, EPR, ou HEPR.
105°C (221°F): Isolation minérale nue et non accessible.
NEC:
60°C (140°F): Types TW, UF
75°C (167°F): RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, USE, ZW
90°C (194°F): TBS, SA, SIS, FEP, FEPB, MI, RHH, RHW-2, THHN, THHW, THW-2, THWN-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ZW-2
Les conducteurs de même section, longueur et matériau peuvent être connectés en parallèle. Le courant maximal admissible est la somme des courants maximaux individuels des cœurs.
Distance entre le point d'alimentation et la charge (dans un sens), mesurée en mètres ou en pieds. Les lignes plus longues entraînent une chute de tension plus élevée.
Matériau utilisé pour le conducteur. Les matériaux courants incluent le cuivre (résistance plus faible) et l'aluminium (plus léger, moins cher).
Définit le nombre de conducteurs dans le câble:
Unipolaire: Un conducteur
Bipolaire: Deux conducteurs
Tripolaire: Trois conducteurs
Quadripolaire: Quatre conducteurs
Pentapolaire: Cinq conducteurs
Multipolaire: Deux conducteurs ou plus
Différence de potentiel électrique entre deux points.
Saisissez la tension phase-neutre pour les systèmes monophasés (par exemple, 120V).
Saisissez la tension phase-phase pour les systèmes diphasés ou triphasés (par exemple, 208V, 480V).
Puissance à prendre en compte pour déterminer les caractéristiques du circuit, mesurée en watts (W) ou kilowatts (kW). Inclut tous les appareils connectés.
Rapport de la puissance active à la puissance apparente: cosφ, où φ est l'angle de phase entre la tension et le courant.
La valeur varie de 0 à 1. Idéal = 1 (charge purement résistive).
Surface de section du conducteur, mesurée en mm² ou AWG.
Section plus grande → résistance plus faible → chute de tension moindre.
VD = I × R × L
VD (%) = (VD / V) × 100
R = ρ × L / A
Conception des installations électriques dans les bâtiments
Dimensionnement des fils pour la transmission de puissance sur de longues distances
Résolution des problèmes de lumière faible ou de moteur
Conformité aux normes IEC 60364 et NEC
Planification des usines industrielles
Systèmes d'énergie renouvelable (solaire, éolien)
Conformément aux normes IEC 60364-5-52 et NEC, la recommandation générale est la suivante : la chute de tension ne doit pas dépasser 3 % pour les circuits d'éclairage et 5 % pour les circuits de puissance (prises de courant, moteurs, etc.).
Par exemple,
dans un système monophasé de 230 V, la chute de tension maximale autorisée pour l'éclairage est de 230 × 3 % = 6,9 V, ce qui signifie que la tension à l'extrémité de la charge ne doit pas descendre en dessous de 223,1 V. Le dépassement de cette plage peut provoquer un assombrissement des éclairages, une surchauffe des moteurs ou un mauvais démarrage des équipements.
Dans les circuits à courant continu, la chute de tension est déterminée uniquement par la résistance (VD = I × R). Cependant, dans les circuits à courant alternatif, outre la résistance (R), il existe également une réactance (X), et un déphasage existe entre le courant et la tension.
Le facteur de puissance (PF = cosφ) reflète le rapport entre la puissance active et la puissance apparente totale. Plus le facteur de puissance est bas, plus le courant de ligne est élevé pour une même puissance active, ce qui entraîne une chute de tension plus importante.
Par exemple, pour une même charge de 5 kW, le courant est d'environ 21,7 A à PF=1, mais augmente jusqu'à environ 27,1 A à PF=0,8, provoquant une chute de tension supplémentaire d'environ 25 %.
Oui, la chute de tension est directement proportionnelle à la longueur de la ligne (VD = I × R × L). Plus la ligne est longue, plus la résistance est élevée et plus la chute est importante. Il existe trois principales méthodes pour réduire la chute de tension :
① Augmenter la section du conducteur (un fil plus épais signifie une résistance plus faible) ;
② Augmenter la tension du système (un courant plus faible pour une même puissance) ;
③ Utiliser des conducteurs en parallèle (plusieurs conducteurs de mêmes spécifications en parallèle augmentent la section transversale équivalente). Le dimensionnement correct des câbles est particulièrement important dans les systèmes d'énergie solaire et la transmission d'énergie à longue distance.
Le cuivre a une résistivité nettement inférieure (environ 1,68×10⁻⁸ Ω·m) à celle de l'aluminium (environ 2,82×10⁻⁸ Ω·m), ainsi, pour une même section et une même longueur, la chute de tension d'un conducteur en aluminium est d'environ 68 % supérieure à celle d'un conducteur en cuivre.
En d'autres termes, pour obtenir les mêmes performances en matière de chute de tension, le fil en aluminium doit être d'une section supérieure à celle du fil en cuivre (par exemple, si le cuivre utilise une section de 4 mm², l'aluminium nécessiterait 6 mm² ou 10 mm²). Bien que le fil en aluminium soit plus léger et moins cher, le fil en cuivre reste le choix le plus fiable dans les applications où les exigences en matière de chute de tension sont strictes.
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