L’industrie électrique utilise de nombreux termes pour décrire les valeurs nominales et les exigences des dispositifs électroniques. Par exemple, vous avez peut‑être vu l’étiquette d’une alimentation indiquant un courant nominal de "20 A", une tension de sortie de "12 VDC" et une puissance de "240 W". Comprendre la signification de ces valeurs est particulièrement crucial pour garantir un fonctionnement correct et satisfaire aux exigences de sécurité électrique lors de l’intégration d’actionneurs avec d’autres composants électriques. Dans cet article, nous expliquerons la différence entre ampères, volts et watts lors du travail avec des vérins linéaires électriques.
Comprendre les ampères : mesure du flux de courant
Dans l’industrie électrique, le courant représente le débit d’électrons et utilise les ampères (A) ou "ampères" comme unité de mesure. Le courant électrique, exprimé en ampères, indique combien de coulombs d’électrons traversent le chemin d’un circuit par seconde.
1 coulomb ≈ 6 241 509 074 460 762 607 électrons
1 coulomb ≈ 6,24 × 10^18 électrons
1 A ≈ 1 coulomb/seconde
Par conséquent :
1 A ≈ 6,24 × 10^18 électrons/s
Une autre analogie pour visualiser l’écoulement de l’électricité dans des fils consiste à imaginer de l’eau circulant dans des tuyaux. Au lieu des électrons par seconde mesurés en ampères (A), l’eau qui s’écoule dans des tuyaux peut être mesurée en unités telles que des litres par seconde (l/s).
Définir le volt : différence de potentiel électrique
Le volt (V) est l’unité de mesure de la tension, qui représente la différence de potentiel électrique entre deux points d’un circuit. Cette différence de potentiel permet d’accomplir un travail, comme illuminer une ampoule ou faire aller et venir un vérin linéaire. Selon qu’un actionneur est en CA ou en CC, sa tension peut être indiquée en "VAC" ou "VDC".
J = l’unité d’énergie appelée "joule"
Tension = Énergie potentielle/électrons
Par conséquent :
1 V = 1 J/1 coulomb
Une autre analogie pour visualiser la différence de potentiel électrique entre les bornes (+) positive et (–) négative d’une batterie consiste à imaginer une pompe à eau provoquant une différence de pression. Au lieu des processus chimiques à l’intérieur d’une batterie qui créent le potentiel pour que les électrons circulent d’une borne à l’autre, les pompes à eau ont la capacité d’aspirer l’eau d’un côté et de la pousser à travers le tuyau de sortie.
La signification de l’ohm : résistance électrique
Dans l’industrie électrique, un ohm (Ω) est une unité utilisée pour mesurer la résistance électrique d’une charge dans un circuit donné. Tout composant qui s’oppose ou ralentit l’écoulement du courant électrique dans un circuit peut être considéré comme une charge et entraînera une certaine résistance électrique.
Résistance (Ω) = ρ ℓ/ A
Où :
ρ = la résistivité électrique d’un matériau, mesurée en ohm‑mètres (Ω·m)
ℓ = longueur du fil en mètres (m)
A = section du fil (m^2)
Une autre analogie pour visualiser la résistance électrique consiste à imaginer de l’eau s’écoulant dans des tuyaux de tailles différentes. Remplacer des fils fins par des fils plus épais pour réduire la résistance électrique revient à remplacer des tuyaux étroits par des tuyaux plus larges afin que l’eau s’écoule avec moins de restriction. De plus, des fils plus longs causent davantage de résistance électrique, tout comme des tuyaux plus longs entraînent un écoulement d’eau plus restreint en raison d’une plus grande perte de transfert d’énergie.
Découvrir le watt : calcul de la puissance
Le watt (W) est une unité utilisée pour mesurer la puissance électrique, qui peut être calculée en multipliant la tension (V) par le courant électrique (I). Mesurer simultanément la tension et le courant à l’aide de deux instruments de mesure permet d’obtenir les paramètres nécessaires pour calculer la consommation de puissance (les watts) d’un actionneur à un instant donné. Cela sert à déterminer la quantité de travail effectuée sur une période donnée (joules par seconde). Les relations entre puissance, courant et tension sont décrites par la loi de Watt, comme ci‑dessous :
P = V × I
Puissance = Tension × Courant
1 W = (1 V) × (1 A)
1 W = (1 J/1 coulomb) × (1 coulomb/seconde)
1 W = 1 J/seconde
Une autre analogie pour visualiser la puissance électrique consiste à imaginer de l’eau en mouvement générant de l’énergie en tombant d’une certaine hauteur sur une roue hydraulique. Au lieu du flux d’électricité qui permet à un moteur CC d’effectuer un travail, l’écoulement d’eau provoque la rotation d’une roue hydraulique, qui peut être utilisée pour moudre du grain en farine.
Calcul et mesure des paramètres électriques
Les relations entre tension, courant et résistance sont décrites par la loi d’Ohm, où :
Tension = Courant × Résistance
V = I × R
I = V/R
R = V/I
Dans certaines conditions, ces formules peuvent aussi être utilisées avec celles de la loi de Watt pour analyser un circuit et se révèlent très utiles pour calculer une variable ou un paramètre manquant. Cela peut parfois être dû aux limites de ce qui peut être mesuré en toute sécurité ou commodément. Ces formules sont également utiles si un instrument de mesure évalue certaines variables avec une plus grande précision que d’autres.
Les multimètres sont sans doute les instruments de mesure les plus courants dans le domaine électrique grâce à leur polyvalence et à leur capacité à mesurer la plupart des paramètres électriques dont nous avons besoin. Comme les multimètres peuvent offrir différentes fonctions, gammes et exigences de configuration des ports, il est important de configurer correctement votre multimètre selon le manuel d’utilisation et les recommandations du fabricant avant d’effectuer une mesure.
Disposer d’un DMM (Digital Multi‑Meter) en série dans un circuit permet un contact plus direct, offrant une plus grande précision et des relevés d’intensité plus exacts. Les pinces ampèremétriques ne sont pas idéales pour les montées ou chutes brusques de courant et sont généralement moins précises qu’un multimètre numérique ; elles deviennent toutefois utiles dans certaines conditions. Les pinces ampèremétriques sont plus pratiques, car elles se fixent facilement autour des fils, tandis qu’un DMM exige d’ouvrir le circuit pour le placer en série afin de mesurer le courant. Si le flux de courant est continu, les pinces ampèremétriques peuvent aussi aider à déterminer si un actionneur électrique se bloque ou est défectueux.
Utiliser ampères, volts et watts dans des applications pratiques
Maintenant que nous avons couvert les bases, nous pouvons appliquer ces connaissances pour choisir les composants que nous utiliserons avec des actionneurs. Lors du choix d’une alimentation et/ou d’une boîte de commande, nous devons nous assurer que ces dispositifs fournissent la même valeur de tension que la tension de fonctionnement de notre actionneur choisi. Nous devons également vérifier que l’actionneur que nous utiliserons a un courant absorbé inférieur ou égal à ce que l’alimentation et/ou la boîte de commande est conçue pour supporter.
Si vous souhaitez remplacer une alimentation ou un contrôleur pour un actionneur CC sans étiquette (ou sans information), mesurez la chute de tension entre ses deux bornes à l’aide d’un multimètre. Ensuite, vérifiez combien d’ampères le moteur tire à pleine charge. Cela aidera à mieux comprendre la consommation de puissance électrique de l’actionneur et les valeurs nominales à rechercher si vous devez remplacer d’autres composants électriques qui seront câblés avec l’actionneur.
EN RÉSUMÉ
La connaissance des différents termes électriques utilisés dans l’industrie est cruciale pour comprendre quelle source d’alimentation, quel contrôleur et/ou quel actionneur auront des valeurs nominales compatibles avec les exigences de sécurité électrique de chacun. Elle est également utile pour déterminer les valeurs générales, les limites et la compatibilité d’autres composants présents dans les systèmes et appareils électriques.
Nous espérons que vous avez trouvé cela aussi informatif et intéressant que nous, surtout si vous souhaitiez en savoir plus sur la différence entre ampères, volts et watts lors de l’utilisation d’actionneurs ! Si vous avez des questions ou souhaitez discuter davantage de nos produits, n’hésitez pas à nous contacter ! Nous sommes experts dans notre domaine et serons ravis de vous aider de toutes les façons possibles.
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