Fil torsadé vs. fil massif : lequel est meilleur et pourquoi

Qu'est-ce que le fil torsadé?
Un fil torsadé est composé de plusieurs brins fins de conducteurs assemblés ensemble, souvent avec chaque paire de brins tordus et isolés. Ces fils existent en différentes tailles adaptées à des applications spécifiques.

Au Royaume-Uni, les tailles de fil courantes sont désignées sous des formats tels que 3/0,029", 7/0,036" et 7/0,042". Ici, le premier chiffre (par exemple, 3 ou 7) indique le nombre de conducteurs torsadés individuels, tandis que la deuxième partie (par exemple, 0,029", 0,042") spécifie la section transversale de chaque conducteur. Par exemple, 0,036" signifie que la section transversale est de 0,036 pouces carrés. Aux États-Unis, une taille comme 7/32 est utilisée, où le nombre 7 représente la quantité de brins, et 32 fait référence à la taille du calibre américain (AWG) de chaque conducteur.

Comparé aux fils pleins, les fils torsadés offrent une flexibilité supérieure. Cela les rend préférables pour les électriciens dans les situations où les fils doivent être pliés, tordus ou routés à travers des espaces étroits tels que des tuyaux et des conduits dans les murs. De plus, les fils torsadés améliorent la sécurité électrique. Lorsque le courant circule dans le conducteur, de la chaleur est générée. Grâce aux espaces d'air entre les brins individuels, cette chaleur peut être dissipée efficacement, réduisant ainsi le risque de surchauffe et les dangers électriques potentiels.

Applications et caractéristiques du fil torsadé

Le fil torsadé est hautement adapté aux applications impliquant des mouvements répétitifs, tels que dans les mécanismes d'ouverture et de fermeture de portes. Il est également un choix idéal pour les connexions de courte distance et peut être facilement intégré dans les cordons de raccordement.

Dans les lignes de transmission et de distribution d'énergie, le fil torsadé est souvent préféré au fil plein. Cela est dû au fait qu'il aide à atténuer l'effet de peau, un phénomène où le courant alternatif (CA) tend à circuler principalement à la surface externe du conducteur plutôt que dans toute sa section transversale. La structure unique du fil torsadé en fait une solution efficace pour réduire l'impact de l'effet de peau.

Cependant, le fil torsadé présente également certains inconvénients. Il est généralement plus coûteux que le fil plein. De plus, il est plus sujet à la corrosion, en particulier dans des environnements humides ou des applications extérieures. En outre, en raison des espaces d'air entre les brins individuels, la capacité de transport de courant (ampacité) du fil torsadé est inférieure à celle du fil plein de même taille.

Avantages du fil torsadé

• Flexibilité accrue: Il offre une flexibilité supérieure, permettant un routage et un pliage faciles. Cette caractéristique lui confère également une durée de vie en flexion plus longue dans les applications impliquant des mouvements.

• Dissipation efficace de la chaleur: Le fil torsadé génère moins de chaleur lors du passage du courant, assurant un fonctionnement électrique plus sûr.

• Terminaison et connexion pratiques: Il est bien adapté à la terminaison par sertissage et aux connexions de cordons de raccordement.

• Réduction de l'effet de peau: Dans la transmission d'énergie haute tension sur de longues distances, le fil torsadé minimise efficacement l'effet de peau.

Inconvénients du fil torsadé

• Susceptibilité à la corrosion: Il y a un risque élevé de corrosion, en particulier dans les milieux extérieurs.

• Capacité de courant inférieure: Comparé aux conducteurs pleins de même taille, le fil torsadé a une capacité de transport de courant réduite.

• Baisse de tension plus importante: Il présente une baisse de tension plus grande lors du passage du courant.

• Problèmes de qualité du signal: Il peut produire du bruit, avec une atténuation de 20 à 50%, et a une performance médiocre pour la transmission en haute fréquence.

• Terminaison complexe: Les processus de terminaison et de connexion sont plus complexes.

• Coût plus élevé: Le fil torsadé est plus cher que le fil plein.

Fil plein : Définition et caractéristiques

Comme son nom l'indique, un fil plein est constitué d'un seul conducteur solide enveloppé dans une isolation. Généralement, les fils pleins sont plus épais et plus lourds que les fils torsadés. Malgré les avantages du fil torsadé, le fil plein est couramment utilisé dans le câblage domestique, en particulier aux États-Unis pour les panneaux principaux 120/240. Cela est dû à des facteurs tels que sa capacité à fournir de meilleures connexions et sa plus grande ampacité.

Le fil plein présente plusieurs avantages notables. Son absence d'espaces d'air entre les conducteurs lui donne une capacité de transport de courant supérieure par rapport au fil torsadé. L'épaisseur du conducteur entraîne une résistance plus faible, permettant une terminaison et une connexion parfaites.

Le fil plein offre également une plus grande capacité, avec une baisse de tension moindre, et est plus résistant à la corrosion. Il fournit un son sans perte (avec un faible taux de bruit), assurant une connexion durable et stable. De plus, il est plus économique et bien adapté aux applications extérieures.

Cependant, le fil plein a ses limites. Il est significativement moins flexible que le fil torsadé, ce qui le rend difficile à plier et à tordre en raison de sa rigidité. Le pliage et le routage répétés, en particulier dans les applications impliquant des mouvements, peuvent facilement endommager ou casser le fil plein.

Avantages du fil plein

• Terminaison et connexion supérieures: Il permet une terminaison et une connexion parfaites.

• Ampacité plus élevée: Comparé au fil torsadé de même taille, le fil plein a une capacité de transport de courant supérieure.

• Bonne qualité du signal: Il fournit un son clair (avec une faible atténuation) et une excellente performance de transmission en haute fréquence.

• Résistance faible et résistance à la corrosion: Il a une résistance plus faible et est très résistant à la corrosion, tant à l'intérieur qu'à l'extérieur.

• Adapté à la transmission sur de longues distances: Avec une baisse de tension moindre, il est idéal pour les applications sur de longues distances.

• Économique: Le fil plein est moins cher que le fil torsadé.

Inconvénients du fil plein

• Flexibilité limitée: Il a une faible flexibilité, ce qui restreint son utilisation dans certaines applications.

• Susceptibilité aux dommages: Il est vulnérable aux dommages dans les applications impliquant des mouvements répétitifs.

• Problèmes d'effet de peau: Dans les lignes de transmission d'énergie haute tension, il est affecté par l'effet de peau.

• Inadapté à certaines applications: Il n'est pas adapté aux électroniques, à la communication numérique et aux applications informatiques.

Le tableau suivant fournit une comparaison détaillée des conducteurs pleins et torsadés selon diverses conditions et applications, mettant en évidence leurs principales différences.

Capacité de transport de courant des fils pleins et torsadés
Lorsque les diamètres des fils pleins et torsadés sont identiques, le fil plein peut transporter une quantité plus importante de courant. Cela est attribué au fait que le fil plein a une section transversale effective plus grande. Dans les fils torsadés, la présence d'espaces d'air entre les brins individuels réduit la surface totale à travers laquelle le courant peut circuler. Par conséquent, les électriciens doivent sélectionner soigneusement la taille appropriée du fil, en tenant compte du calibre et des exigences d'ampacité de l'application spécifique.

Un autre phénomène important dans les systèmes électriques est l'effet de peau, où le courant alternatif (CA) tend à circuler principalement à la surface externe du conducteur plutôt que de manière uniforme dans toute sa section transversale. Cet effet devient plus prononcé avec l'augmentation de la fréquence. Pour les systèmes de transmission d'énergie haute puissance, les fils torsadés sont souvent préférés précisément parce qu'ils peuvent atténuer l'impact de l'effet de peau. Cependant, pour le câblage domestique à une fréquence de 50/60 Hz, en utilisant des fils de cuivre d'un diamètre jusqu'à 6 mm, la profondeur de peau peut généralement être négligée.
Lequel est meilleur : le fil plein ou le fil torsadé ?
Le choix entre le fil plein et le fil torsadé doit être fait après une considération approfondie de divers facteurs, y compris les coûts initiaux et à long terme, l'utilisation intérieure ou extérieure, les exigences spécifiques de l'application, les types de charges électriques, le besoin de mouvement ou de flexibilité, l'ampacité appropriée, et d'autres conditions environnementales et météorologiques.En résumé, la décision d'opter pour le fil plein ou le fil torsadé dépend de plusieurs aspects :

• Fil plein : Idéal pour les applications où la durabilité, la simplicité, l'installation fluide et la rentabilité sont prioritaires. Si votre projet nécessite une solution de câblage simple, fiable et économique, le fil plein est le choix recommandé.

• Fil torsadé : Meilleur pour les scénarios nécessitant une flexibilité à long terme, tels que les applications impliquant des mouvements répétitifs ou un pliage fréquent des fils. Lorsque le câblage doit s'adapter à des environnements dynamiques, le fil torsadé offre la résilience et la manœuvrabilité nécessaires.

Le tableau suivant fournit une comparaison détaillée des conducteurs pleins et torsadés selon diverses conditions et applications, mettant en évidence leurs principales différences.