notions d`electricite - La carrosserie à Montaigne
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S.3) LES VEHICULES 1/17 NOTIONS D’ELECTRICITE En termes d’électricité, il faut distinguer 2 types de courants : Le courant continu : c’est un courant électrique unidirectionnel : le courant circule continuellement dans le même sens, le déplacement des électrons se fait toujours dans le même sens. Ce courant électrique est exprimé en ampère (A). Les électrons circulent de manière opposée au sens conventionnel du courant. Le courant (I) va du + vers le - à l'extérieur du générateur, les électrons font l'inverse. Ces courants sont produits par des générateurs délivrant des tensions également continues Le courant alternatif : On appelle courant alternatif un courant qui change de sens plusieurs fois par seconde. Par exemple, la tension produite par le secteur EDF, qui change 50 fois par seconde (fréquence f= 50 hertz), et que l'on appelle courant sinusoïdal. Représentations : J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 2/17 En automobile, l’électricité est fournie par 2 sources : La batterie, qui développe une tension continue de 12.6 V L’alternateur, moteur tournant, qui transmet une tension continue de 14 V 1) LA BATTERIE : Description de la batterie : Nota : Pour une question de sécurité, la borne positive (+) est différente de la borne négative (-), de plus elles sont coniques. La borne (+) est rouge et La borne (-) est noir (ou bleu). J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 3/17 Inscriptions : 12 V 45 Ah 300 A 12 V : tension nominale : c’est la valeur normalisée de la tension. 45 Ah : capacité de la batterie : c’est la quantité d’énergie que peut fournir la batterie pendant un certain temps. 300 A : intensité maximum : c’est l’intensité que peut fournir la batterie sans que la tension ne chute de trop, cette caractéristique est primordiale pendant le démarrage. Sécurité : Lors du remplacement d’une batterie, il est important de respecter les caractéristiques indiquées et préconisées pour le véhicule La charge d’une batterie n’est pas une opération sans risque Le débranchement de celle-ci commence toujours par la borne négative () ensuite la positive (+) En cas de doute, consulter la revue technique. PENDANT LA CHARGE, UNE BATTERIE DEGAGE UN GAZ INFLAMMABLE ! EVITER TOUTES ETINCELLES EN DEBRANCHANT LES CABLES J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 4/17 2) L’ALTERNATEUR : L’alternateur développe une tension capable de recharger la batterie à la suite d’un démarrage, mais aussi d’assurer l’alimentation de tout type d’accessoires : essuie-glace, gps, radio ... Les valeurs électriques mentionnées sur la plaque de l’alternateur doivent être respectées : - 12 V : tension nominale de l’alternateur - 70 A : Intensité maximum que peut fournir l’alternateur EN CAS DE CHOC OU DE REMPLACEMENT IL EST NECESSAIRE D’EFFECTUER UN CONTROLE DE CHARGE J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 5/17 LES DIFFERENTS MONTAGES DE CIRCUITS : 1) Le circuit électrique : Composition : UN GÉNÉRATEUR UN RÉSERVOIR DE DES CONSOMMATEURS DE DE COURANT COURANT COURANT L'alternateur La batterie - Moteurs électriques Lampes Appareils de contrôle Accessoires Circuit d'allumage LES LIAISONS ENTRE CES DIFFERENTS ELEMENTS SONT REALISEES PAR LE CABLAGE (FILS, CONNEXIONS, FUSIBLES, INTERRUPTEURS, RELAIS, ETC…) J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 6/17 1) LE CIRCUIT ELECTRIQUE ELEMENTAIRE : COMPOSITION : Un réservoir de courant : la batterie Un fil conducteur qui permet le passage du courant Un consommateur : la lampe Un interrupteur pour alimenter ou non la lampe Le courant ne peut pas circuler LE CIRCUIT EST OUVERT LE CIRCUIT EST Le courant circule FERME A L'EXTERIEUR D'UN GENERATEUR DANS TOUT LE CIRCUIT, LE COURANT VA DU + VERS LE - : C’EST LE SENS CONVENTIONNEL. J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 7/17 2) LE CIRCUIT EN AUTOMOBILE : Réalisation de circuit en automobile Comme dans le schéma précédent : Le fil + amène le courant à la lampe. Le fil - amène le courant à la batterie. Solution théorique Solution pratique On simplifie en diminuant la longueur des fils. La caisse (carrosserie) est en tôle donc conductrice, on passe donc par elle pour ramener le courant de la lampe à la batterie en reliant le - batterie et le du consommateur à cette caisse C'EST UNE MISE A LA MASSE ATTENTION ! UNE MAUVAISE MASSE DONNE LE MEME DEFAUT QU'UNE MAUVAISE ALIMENTATION J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 8/17 3) LE MONTAGE A PLUSIEURS CONSOMMATEURS : 1 2 Tous les récepteurs sont montés "bout à bout" Le câblage se scinde autant de fois qu'il y a de récepteurs. C'est le montage en "série" C'est le montage en "parallèle" ou dérivation Si le filament d'une lampe est coupé Tout le circuit est coupé Les autres lampes fonctionnent CONCLUSION : Dans une automobile les consommateurs sont montés en parallèle : Avec leurs interrupteurs Avant contact ou après contact J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 9/17 4) LES DIFFERENTES GRANDEURS INTERVENANT DANS LES CIRCUITS : TENSION ELECTRIQUE : Définition : différence de potentiel entre 2 points (ddp) Symbole : U. Unité : le volt (V). Multiple KV =1000V Sous multiple mV = 0,001V Appareil de mesure : VOLTEMETRE (branchement en parallèle) J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 10/17 COURANT ELECTRIQUE : Définition : Débit de charge électrique, c’est-à-dire la quantité de charge électrique (Q, en coulomb) passant par unité de temps (T en seconde) dans la section d’un conducteur : (6 A/mm²) Symbole : I, I=Q/T. Unité : l’Ampère (A). Multiple KA =1000A Sous multiple mA = 0,001A Appareil de mesure : AMPEREMETRE (branchement en Série) J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 11/17 RESISTANCE ELECTRIQUE : Définition : résistance d’un produit (fil électrique, un objet, le corps humain …) au passage du courant. Symbole : R. Unité : Ohm (Ω). Multiple K =1000 Sous multiple m = 0,001 Propriété : La loi d’Ohm : U=R*I. - Le passage du courant dans un conducteur entraîne l’échauffement de celuici, appelé effet joule : l’énergie électrique dissipée dans le conducteur est transformée en énergie calorifique (chaleur).Cette perte par échauffement est donnée par la loi de joule : P=RI² Appareil de mesure : OHMMETRE (se branche aux bornes d'un élément isolé) J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 12/17 PUISSANCE ELECTRIQUE : Définition : C’est le produit de la tension par l’intensité. Symbole : P Multiple KW =1000W Sous multiple mW = 0,001W Unité : Watt (W) P=UXI WATT VOLT AMPERE Nota : la puissance peut se mesurer avec un wattmètre. LA LOI D’OHM : Cette loi démontre qu'il existe une relation entre la tension (U) que l'on applique à un consommateur, l'intensité (I) du courant qui le traverse et la résistance (R) de ce même consommateur. U=RXI Volt J.LEFEBVRE Ohm Ampère BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 13/17 LOI D’OHM (suite) Si nous connaissons deux valeurs, la loi d'ohm nous permet de trouver la troisième. U R I U R I U I R Exemple : Quelle est l'intensité du courant qui traverse une résistance de 4 Ω, celle-ci étant soumise à une tension de 12 V ? Nous connaissons U=12 V et R=4 Ω U R I 12 V 4Ω I=? Nous cherchons I, d’après la loi d’Ohm U=R×I, et on sait par manipulation que de la formule que R=U/I et que I=U/R I=U/R J.LEFEBVRE I=12/4 = 3A BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 14/17 AUTRE FORMULE A UTILISER : P=UXI WATT VOLT P U I AMPERE P I U OU Exemple : Quelle est la puissance d'une résistance soumise à une tension de 12 V et traversée par un courant de 15 A ? P=U×I P=? P = 12 X 15 J.LEFEBVRE 12V 15A P = 180 watts BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 15/17 5) DONNÉES SUR LE CABLAGE DES VÉHICULES : RÉSISTIVITÉ La résistance d'un conducteur est : Proportionnelle à sa longueur : En doublant la longueur d'un conducteur on double sa résistance électrique. Inversement proportionnelle à sa section : En augmentant la section d'un conducteur on diminue sa résistance. Sa résistance est variable selon sa nature : La RÉSISTIVITÉ est la résistance spécifique d'un matériau conducteur. Son symbole : ϱ : Rho (coefficient de résistivité) ; son unité : mm2/m R= Ω J.LEFEBVRE Ωmm²/m L/S m mm² BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 16/17 RÉSISTIVITÉ DES PRINCIPAUX MATÉRIAUX ON DETERMINE EXPERIMENTALEMENT LA RESISTANCE DE CES MATERIAUX, PRIS DANS LES MEMES CONDITIONS ET LES RESULTATS ONT ETE RESUMES DANS UN TABLEAU MÉTAUX ϱ mm2/m Argent 0,0163 LONGUEUR 1 mètre Cuivre 0,0175 SECTION 1 mm2 Or 0,022 TEMPÉRATURE 15° C Aluminium 0,029 Laiton 0,08 Etain 0,142 LA RESISTANCE D'UN CONDUCTEUR EST DIRECTEMENT PROPORTIONNELLE A SA LONGUEUR ET A SA RESISTIVITE ELLE EST INVERSEMENT PROPORTIONNELLE A SA SECTION J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE S.3) LES VEHICULES 17/17 CHOIX DE LA SECTION DES CONDUCTEURS Dans la pratique, on utilise du fil de cuivre et on se préoccupe surtout de l'intensité devant le traverser. Afin d'éviter les chutes de tension, on admet en général une intensité de 5 à 6 ampères par mm2 de section sans échauffement appréciable des conducteurs. On choisit donc une section suffisante tout en ayant une longueur de fil la plus réduite possible. On prendra également garde d'éviter les chutes de tension dans les raccordements. EXEMPLE : Calculons la section de fils nécessaires pour alimenter 2 lampes de 45 watts sous 12 V : P = U*I on a donc I=P/U soit I= (2*45)/12=90/12= 7.5 A La section du fil sera comprise entre 1 et 2 mm² 6 A = 1 mm² 7.5 A = S, d’où S = (1*7.5)/6 = 1.25 mm² J.LEFEBVRE BAC PRO CAROSSERIE
