base electrique pour m electrique pour modelisme

BASE ELECTRIQUE POUR MODELISME FERROVIAIRE
Ce document s’adresse à ceux que l’électricité déroute ou effraie, qui disent ne rien y comprendre, et craignent que cela
dure toujours. Le but étant de permettre à chacun de s’y retrouver dans son installation électrique, pouvoir se dépanner et
prévenir les risques. Nous allons découvrir les notions de base du courant électrique. Nous ne pouvons ni voir ni toucher
le courant électrique, mais seulement observer
rver le ré
résultat qu'il produit.
1) L’électricité Une histoire d’eau
Un circuit électrique fonctionne d’une façon similaire à un circuit dd’eau.
Imaginons un moulin à eau, pour le faire fonctionner, il faut une chute d’eau.
Pour faire tourner un petit moulin, il faut une petite chute d’eau, et une grosse
chute pour un gros moulin. Quand on veut faire tourner un gros moulin, il faut
soit une grande quantité d’eau, soit une chute très haute. La puissance de travail
du moulin dépend donc à la fois de la hauteur de la chute et de la quantité d’eau
qui tombe : Puissance du moulin = Hauteur de la chute X débit du cours d’eau.
Dans le cas de l’électricité, la hauteur de la cchute
hute s’appelle la tension (Volts). Le
débit du cours d’eau (la quantité qui circule par seconde) s’appelle l’intensité
(ampères), et la puissance (watts). La résistance (ohms) est représentée par les variations de largeur du court d’eau
d’ea et les
obstacles,, qui vont gêner la progression de l’eau (le courant).
2) Les courants :
Il y a deux sortes de courant AC et DC.
-Courant alternatif : symbole
appelé aussi AC (Alternating Current) change de sens il à une polarité alternée. On le
trouve dans les maisons, distribution
bution EDF, Alternateurs,, transformateurs, onduleurs etc. Le courant alternatif est un
courant dont l’intensité varie de façon régulière au cours du temps, tantôt positive, tantôt négative, en passant par zéro.
Couleur de fils légal : - Phase = noir, marron et rouge (toute les couleurs sauf bleu et vert/jaune).
vert/
- Neutre = toujours en bleu.
- Terre = toujours en vert/jaune.
En modélisme, le 230 v est abaissé à l’aide d’un transformateur à une tension inférieure à 24V afin de ne pas présenter de
risque pour l’utilisateur. Ill sera principalement utilisé pour les électro-aimants (aiguillages, dételleurs, PN...), ainsi que
certains moteurs spécifiques, pompes,
ompes, fumigènes, etc. Les réseaux d’alimentations
alimentations digitales sur les rails ont de 12v à 18v
AC selon les centrales.
-Courant continue : symbole
appelé aussi DC (Direct Current) va toujours dans le même sens, il a une polarité
constante conventionnellement du plus vers le moins, comme l’eau va de l’amont vers l’aval. Il faut faire attention en
branchant les appareils fonctionnant en cour
courant continu, si on branche le plus
us sur le moins,
moins au mieux l’appareil ne
1
fonctionne pas, au pire il peutt être détruit. On le rencontre dans les circuits de véhicules, batteries, les appareils à piles,
panneaux photovoltaïque.
Couleur de fils légal : - Pole positif + = rouge.
- Pole négative - = noir.
En modélisme il sera principalement utilisé po
pour les lampes d’éclairage, pour la traction des locomotives analogique (sur
rail de 0V a 20V), les moteurs et toutes les alimentations électroniques etc.
3) Le Multimètre :
En électricité, le principal instrument de mesure est le multimètre qui regroupe un voltmètre,
voltmètre un ampèremètre, ohmmètre.
Il possède deux cordons un noir et un rouge avec au bout des pointes de touche.
Deux types de multimètres
A aiguille (photo de gauche) Ils sont moins précis. Le
miroir de paralaxe aide à la précision de la lecture.
Numérique (photo de droite) pour un amateur, à moins de
10 euros est bien suffisant mais mal protégé (ils ne
possèdent pas de disjoncteurs ou de fusibles ultra rapide
en cas de fausses manœuvres lors de la mesure d'ampér
d'ampérage
à mauvais escient). Les numériques de gammes
supérieures ont une très forte résistance interne appelée
impédance en alternatif. Plus l'impédance est élevée, plus
la mesure est précise.
Précautions avant de procéder à une mesure :
- Les
es câbles du multimètre soient branchés sur les bonnes bornes (photo gauche).
- Les câbles du multimètre sont en bon état.
- S'assurer
'assurer que l'on est sur le bon calibre.
- Que l'on est bien protégé, notamment si l'on travaille sous tension (sur le secteur
du réseaux EDF 230v).
La tension :
C'est
'est une différence de potentiel électrique entre deux points d’un circuit qui provoque un déplacement des charges
électriques. Souvent appelée voltage, son unité est le Volt ((V). Attention la mesure ce prend sous tension.
Mesure des volts
Mettre le multimètre sur voltmètre AC ou DC celons l’alimentation du circuit. Dans
chaque type de mesure, il faut s'assurer que le calibre de l'appareil sera suffisant. Se
faire une idée de la plage que l'on risque de mesurer. Toujours commencer par
prendre un calibre supérieur. Il sera toujours branché en parallèle sur le circuit à
mesurer (voir photo gauche) sur le récepteur ou l’alimentation. En alternatif, pas
besoin de sens pour les touches. En continu, en principe, le fil rouge côté plus (+) et
le noir côté moins ((-).
). Une touche d'un coté, une touche de l'autre, et on lit la valeur.
valeur
2
L’intensité :
On mesure l'intensité qui traverse un circuit. Elle exprime une quantité de courant débitée (ou de charges) qui circule, par
seconde, dans un récepteur, sa valeur sera la même en tous points d’un circuit. Souvent appelée Ampérage, son unité est
l’Ampère (I). Attention la mesure ce prend sous tension
tension.
Mesure des ampères
Mettre le multimètre ssur Ampère AC ou DC selon
elon l’alimentation du circuit. Déplacer
de la borne du multimètre le fil rouge et brancher sur la borne mA ou µA (voir
photo)
photo). Dans chaque type de mesure, il faut s'assurer que le calibre de l'appareil sera
suffisant. Se faire une idée de la plage. Là, je déconseille à TOUS les amateurs
d'utiliser le bon calibre car la moindre erreur détruit l'appareil et peut être
corporellement très grave ! Toujours commencer par prendre un calibre supérieur. Il
sera toujours branché en série sur le circuit
ircuit à mesurer (voir photo).
photo) Il faut couper le
circuit en actionnant l’interrupteur pour éteindre la lampe. Ensuite déconnecter le fil
de l’ampoule puis mettre une touche au bout du fil, et l’autre a l’ampoule. Ensuite on
rallume la lampe avec l’interrup
l’interrupteur et on lit la valeur. Après chaque mesure, penser à
remettre en volts sans oublier de débrancher le fil rouge et noir.
La resistance :
La résistance : comme son nom l'indique, c'est la capacité d'une matière à s'opposer au passage du courant électrique, et
donc le ralentir. Son unité est l’Ohm (Ω
Ω).
). Tous récepteurs a une résistance (moteurs, lampes, résistance chauffante,
bobinage, électroaimants...). Attention la mesure ce prend hors tension
tension.
Mesure des ohms
Débranché
ébranché l’élément de son alimention (source électrique)
ctrique) et du circuit.
circuit On mesure des
résistances mais aus
aussi
si des continuités d’un fil, câble et contact (interrupteur). Mettre le
multimèt
multimètre sur ohm Ω. Dans chaque type de mesure, il faut s'assurer que le calibre de
l'appareil sera suffi
suffisant. Toujours commencer par prendre un calibre supérieur. Il faut
toujours contrôler l’ohmmètre en touchant les deux pointes de touche, avant chaque
mesure. Il sera toujours branché en parallèle de l’élément (inter, fils) ou du récepteur
(lampe)
(lampe). Une touche d'un coté, une touche de l'autre, et on lit la valeur.
valeur
La puissance :
Son unité est le Watt (W).. La puissance électrique est fournie par le générateur et elle est consommée par le récepteur. La
d'un récepteur est la puissance consommée par l'appareil en fonctionnement normal. Elle est en général indiquée par le
fabricant. La puissance d’un récepteur ne ce mesure pas il se calcule (voi
(voirr plus bas calcul électrique).
4) LE COUP DE LA PANNE :
Presque toutes les pannes électriques sont dues à de mauvais contacts. Le cuivre à tendance à s’oxyder (c’est le vert-devert
gris), et cette oxydation n’est pas conductrice. Il peut y avoir des vis mal serrées dans un bornier ou une prise, un fil peu
peut
être coupé dans la gaine, ou avoir chauffé lors d’une mau
mauvaise
vaise utilisation. Pour diagnostiquer
diagnosti
une panne il faut un
multimètre et une méthodologie de recherche de panne. Vérifier que l’appareil est branché (c’est bête, mais ça arrive
même aux pros…) et que la commande est bien actionné.
-1 contrôler l’alimentation (vérifier aussi le disjoncteur ou le fusible qui protège ce circuit).
-2 contrôler le récepteur.
-3 contrôler la commande.
-44 contrôler connections, raccordements et les fils ou câbles.
3
Voici un circuit d’éclairage d’un bâtiment, mais problème la lampe ne s’éclaire
pas pourquoi ?
N° de Bornes
Résultat
1 et 2
0 volt
12 volts
0 volt
3 et 4
12 volts
0 volt
12 volts
2 et 5
Conclusion
Alimentation HS
Aller voir plus loin
Aller voir plus loin
Lampe HS (contrôler à Ω)
Aller voir plus loin
Interrupteur HS (contrôler à Ω)
Si vous n’avait encore pas trouvé, il reste à contrôler les fils à l’ohmmètre (Ω).
Borne de 1 a 6, 5 a 3, 4 a 2.
5) TYPES DE CIRCUIT :
Un circuit électrique est une boucle fermée comportant nécessairement :
-un
un Générateur (EDF, pile, transfo, dynamo, batterie, panneau photovoltaïque).
-un
un ou plusieurs récepteur ou charge qui consomme (moteur, ampoule, résistance chauffante, bobine magnétique)
magnétique).
-une
une ou plusieurs commande permettant d'ouvrir ou de fermer le circuit (interrupteur, contact bilame, capteur
capteur).
-des conducteurs qui permettent au courant de circuler (files, câble)
Exemple de montage pour éclairage bâtiments. Soit quatre ampoule de 15watt chacune et une alimentation de 12v.
Montage en série
Le courant qui va traverser les lampes sera de 0,31
31 Ampère.
Chacune d'entre
d'entre-elles
elles sera soumise à une tension de 2,97 Volts.
Volt
La puissance développée par chaque lampe sera de 0,92 Watts.
Watt
Montage en Parallèle
Le courant total délivré par la source sera de 5Ampére.
Chaque lampe sera soumise à une tension de 12 Volts, et sera traversée par un courant de
1,25 Ampère.
La puissance développée par chaque lampe sera de 15 Watts
Watts.
4
6) ÉLEMENTS ELECTRIQUES :
LES RESISTANCES
Une résistance est un composant électronique, son rôle est de limiter le courant dans une partie d’un circuit. La valeur de
la résistance est donnée et mesuré en ohm (Ω). Elle est en couche de carbone sur un support de céramique. Elle permet de
réduire la tension d'alimentation (comme un transformateur). Plus la valeur de la résistance est faible plus la tension
diminue. La résistance est un composant dit passif, elle n'est pas polarisée (branchement dans les deux sens), elle est
caractérisée par sa valeur, sa tolérance et sa puissance.
Le symbole normalisé des résistances fixes
. C’est un récepteur qui transforme l’énergie électrique en
chaleur. La tolérance de précision est : 0,1%, 1%, 5%, 10%, 20% et indéfini. Plus celle-ci est basse et plus son prix est
bien sûr élevé. Leurs puissances varient de 1/8 à plusieurs dizaines de Watts. On utilise souvent des multiples : kΩ (1 kΩ
= 1000 Ω) et MΩ (1 MΩ = 1000000 Ω). Leurs valeurs et inscrites sous forme de code (voir tableau en dessous). La valeur
des résistances de faibles puissances, moins de 5W est généralement inscrite sous forme de code formé de 4 a 5 anneaux
de couleur dont voici l’explication : Les anneaux étant décentrés par rapport au corps de la résistance, placer ceux -ci vers
la gauche. Généralement l’anneau situé à droite est soit argent, soit or.
code des résistances courantes
Le premier anneau indique le premier chiffre de la valeur : Rouge=2
Le second anneau indique le second chiffre de la valeur : Orange=3
Le troisième anneau indique le troisième chiffre de la valeur : Violet : 7
Le quatrième anneau indique le coéfficient multiplicateur : noir: 1
Le cinquième anneau indique la tolérance de la résistance : marron 1%
Dans l’exemple ci-dessus la résistance aura donc une valeur de 237 Ohms avec une tolérance de 1%.
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Sinon si vous souhaitez faire travailler vos nneurones, voici un petit moyen mémotechnique
émotechnique pour vous en souvenir : " ne
mangez rien ou je vous bats violemment
iolemment grosse buse ".Chaque début de mot correspondant au début d’une couleur,
Exemple : je, pour jaune = 4. Si cette phrase n’a rien de poétique elle a au moins le mérite d’être efficace.
LES DIODES
La diode est un composant électronique, son
on rôle et de laisser passer facilement le courant dans un sens, et le bloque dans
l'autre sens. Les diodes se compose d’une jonction, Positif et Négatif généralement en germanium ou en silicium. Le
courant traversera la diode de l’anode vers la cathode (anneau de repérage
repérage). Suivant leurs puissances, les diodes
classiques ont des formes différentes, généralement cylindriques et plusieurs tailles.
Une diode occasionne une chute de tension d'environ 0.7v, dans le sens passant, indépendante du courant. Symbole de la
diode (voir figure ci dessus),, la pointe de la flèche est dirigée dans le sens du passage du courant.
courant Certaines supportent
quelques volts et quelques milliampères, d'autres beaucoup plus, de même les di
diodes
odes sont plus ou moins rapides. Il
importe de bien les choisir en fonction de l'usage que l'on espère en tir
tirer.
La diode est un composant bon marché, eelle rend de très nombreux services. Les diodes le
l plus couramment employées
aussi bien au niveau grand public que professionnel sont du type 1N400X. Ces diodes supportent 1A de débit, le chiffre
final indiquant leur tension de service. Elle protéger le montage d’un circuit en aval, en cas d’inversion de l’alimentation.
Un exemple typique de l'utilisation de la diode est la protection d'un appareil alimenté par pile (ou 12v DC). Une
inversion de polarité peut se produire lors d'un changement de pile (mauvaise manipulation), comme l'appareil risque
d'être détruit par cette inversion, il est judicieux de mettre une diode de protection entre la pile et l'appareil. La diode
protège une diode LED.
En modélisme on utilise la famille des 1N4001 à 1N4007, supportant une tension inverse de 50V (pour la 1N4001) à
1000V (pour la 1N4007), elles supportent 1 Ampère.
Exemple n°1 d’utilisation d’une diode ARRET DEVANT UN HEURTOIR
Voici le premier et le plus simple des montages. C
Certains souriront,, mais rien n'est plus désagréable que de voir une loco
faire la bise à un heurtoir.
BUT : Obtenir un arrêt automatique devant un heurtoir et permettre le recul.
PRINCIPE : Lorsque que le dernier bogie preneur de courant s'engage sur la zone Arrêt, la loco s'arrête car le courant est
bloqué par la diode qui ne laisse pas passer le courant dans ce sens. Par contre elle autorisera la marche arrière lorsque
l'on inversera le courant.
OBLIGATION : Il faut bien sûr que votre rréseau
éseau soit alimenté selon les normes, c'est à dire rail droit positif, (sinon
inverser le sens de la diode). On veillera à ce que la zone "Arrêt" soit plus longue que la prise de courant de la plus grand
grande
loco ainsi que des UM.
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Excemple n° 2 inversion automatique des feux d'une locomotive (lampes)
BUT : Réaliser une inversion automatique des lampes à incandescence d'une locomotive en fonction de son sens de
marche.
PRINCIPE : Lorsque le rail droit est alimenté en positif, la loco avance en marche avant et la lampe de l'avant s'allume
fig.1. Lorsque l'on inverse le sens du courant la loco change de sens et c'est alors la lampe de l'arrière qui s'allume fig 2.
OBLIGATION : La loco doit fonctionner avec du 12V continu.
NOTE : Des diodes type 1N4001 suffiront parfaitement. Si l'on souhaite installer deux lampes avant et deux arrières, il
faut les brancher en parallèle.
PONT DE DIODES
Le pont de diodes ou pont redresseur est disponible en tant que composant électrique. Son rôle et de redresser la tension
alternative en continu. Il comporte quatre broches : deux sont marquées ~, une + et une -. La taille du pont dépend de la
puissance qu'il est capable de supporter. On trouve des ponts de toutes formes et tous les usages, de 1A à plus de 25A.
Inconvénients, la chute de tension dans le pont est égale
à deux fois la tension d'une diode dans le sens passant
soit, pour des diodes au silicium, une chute de tension
d'environ 1,4 V, ce qui est gênant lorsqu'on veut
redresser des tensions de faibles valeurs. La tension de
sortie n'est pas réglable. On peut réaliser un pont en
branchant quatre diodes entres elles, mais le plus
simple est d’utiliser un pont moulé.
En modélisme on l’utilise pour redresser de petite alimentation et protection des leds.
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Exemple circuit éclairage
clairage de plusieurs bâtiments.
LES LEDS
Il n’est plus besoin à ce jour d’expliquer
iquer à quoi sert une LED ((Diode à Emission de Lumière
umière). On en trouve sur tous les
appareils électroniques (témoin). Les ledss fonctionnent comme une diode ordinaire mais émettent une luminosité.
luminosité Elles
sont de différentes couleurs rouge, verte, orange, jaune, bleu ou blanche. Quant à leurs formes on en trouve des
cylindriques, carrées, triangulaires, rectangulaires, leurs faces avant peuvent êtres plates ou bombées. Leurs tailles aussi
sont variables < 0,8mm, 1mm, 1,8mm, 3mm, 5mm, 8mm, 10mm….
La led comprend une Cathode et une Anode, son boîtier translucide sera soit incolore soit de couleur. Elle s’alimente en
continu, avec un courant qui sera de 2 à 20 mA
mA.
Couleur
Rouge
Verte
Jaune
Ambre
Rose
Bleu
Blanche
Tension
1,6 V
2,1 V
2,1 V
3,1 V
3,5 V
3,5 V
3,5 V
Ill faut une tension minimale pour qu’elle s’allume (tension de seuil) et ensuite la brillance
est proportionnelle au courant
courant. Selon leurs couleurs
rs les LEDS ont des tensions
alimentations légèrement différentes (voir tableau). ill faut ajuster leur résistance afin
d’obtenir l’éclairement souhaité. Symbole ci-dessous.
En courant alternatif une LED clignotera à la fréquence du courant, en 50Hz elle paraîtra être allumée en permanence.
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BRANCHEMENT
La LED étant polarisée, on veillera en courant continu à respecter son branchement.
L’anode reliée au (+) étant repérable par la plus longue patte, un méplat sur le corps
de la led indique la cathode (-), (petite patte). Pour fonctionner une led doit être
alimentée sous une tension de 1,6V à 1,8V à ses bornes, le courant la parcourant
doit être limité afin d’éviter son claquage. C’est pour cette raison qu’une résistance
est toujours placée en série dans son alimentation.
Attention une led connectée à l'envers risque donc d'être hors d'usage. Il ne faut pas néanmoins dépasser sa tension,
entraîne un échauffement excessif, suivie d'une destruction de la led. En conséquence nous devrons toujours limiter le
courant circulant dans une led par une résistance en série.
Sous 220V l’emploi de led fera l’objet d’un branchement spécial, faisant appel à quelques composants.
MODELES SPECIAUX
LED bicolores : Verte et rouge, (dans le même boîtier). Le changement de couleur s’effectuant par inversion des
polarités. (deux pattes).
LED Tricolores : Verte, rouge et orangée, (dans le même boîtier). Le changement de couleur étant fonction de
l’alimentation des trois pattes.
LED multicolores ou "arc en ciel" : Elles comportent 4 anodes et 2 cathodes alimentant 4 diodes. Ce qui permet
d’obtenir toute une palette de couleurs.
LED clignotantes : Branchées comme une simple LED elles clignotent à une fréquence d’environ 3Hz.
LED infra rouges ou photo émettrices : Placées dans nos télécommandes elles transmettent les ordres à nos chers
appareils.
LED haute luminosité : Leur corps translucide éclaire fortement.
En modélisme elles sont généralement employées comme témoins de contrôle, très utiles pour réaliser des TCO, on les
emploie également pour les signaux, les feux de fin de convois, les animations de ville, (feux tricolores, gyrophares,
balisage, simulation de soudure à l’arc...). On ne les emploiera que sous des tensions inférieures à 24V. Exemple prenons
le cas d’une LED alimentée en 12V continu. Nous choisirons une résistance 1000 Ohms ou 1 Kilohm qui est la valeur
standard la plus approchante. Une tension de 1,6V pour un courant de 10mA. Si on doit allumer beaucoup de LEDS
toutes ensemble ou par groupe, on a avantage à les connecter en série. Avec une alimentation 12V on peut mettre 6 diodes
rouges en série.
LES RELAIS
Comme son nom l’indique, il sert en tout premier lieu à "relayer", c’est à dire à faire une transition entre un courant faible
et un courant fort. Mais il sert également à commander plusieurs organes simultanément grâce à ses multiples contacts
synchronisés. Il permet également la transition entre deux sources différentes en isolant ces dernières. Il autorise des
temporisations, des verrouillages, des impulsions... bref, les fonctions d’un relais sont aussi nombreuses que différentes.
Un relais standard est constitué d’une bobine ou solénoïde qui lorsqu’elle est sous tension attire par un phénomène
électromagnétique une armature ferromagnétique qui déplace des contacts, voir figure et photo ci-dessous.
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Un relais est caractérisé par :
- La tension de sa bobine de commande, 5V à 220V.
- Le pouvoir de coupure de ses contacts, qui est généralement exprimé en Ampère, 0,1A à 50A. C’est le courant
maximal qui pourra traverser les contacts. Ce courant est fonction de plusieurs paramètres : Constitution des contacts,
(cuivre, argent, or, etc), du temps d’ouverture des contacts, de la température ambiante, etc. Il pourra être continu,
alternatif, haché, pulsé, seule la Haute Fréquence (HF) peut poser problème.
- Le nombre de contacts souhaités.
- Son emplacement, circuit imprimé, à visser, embrochable, à souder.
- Le type de courant de sa bobine, en général du continu.
- La tension d’isolement entre la bobine et les contacts.
- La gamme de temps pour un relais temporisé.
- Son ambiance, vibrations, humidité, poussières, température.
CONTACTS
On appelle contact, les parties métalliques qui transmettent ou interrompent le courant en fonction de la commande de la
bobine. Il existe différentes sortes de contacts. En règle générale les contacts sont dits inverseurs, c’est à dire qu’ils
peuvent à partir d’un point commun C, établir un contact R lorsque le relais est au repos, qui deviendra T lorsque le relais
sera au travail (bobine sous tension). On appellera donc ce contact inverseur : RT.
Un contact établi sans action est appelé contact Normalement Fermé : NF.
Un contact établi avec action est appelé contact Normalement Ouvert : NO.
Le nombre de contacts d’un relais est fonction de son utilisation, à savoir qu’il augmente sensiblement son prix.
Nota : Les représentations graphiques des contacts représentés dans cet article ne sont plus employées actuellement car
les normes ont changées. Mais sont à mon avis plus didactiques, c'est la raison de leur emploi ici.
DIFFERENTS TYPES DE RELAIS
RELAIS MONOSTABLE : C’est le plus courant des relais, lorsque sa bobine est sous tension, l’armature mobile
actionne les contacts qui changent d’état. Lorsque le courant cesse, l’armature revient à la position initiale ainsi que les
contacts.
RELAIS BISTABLE : Ce relais comporte généralement deux bobines montées en opposition. La mise sous tension
d’une bobine déplace l’armature mobile et ses contacts qui restent en position par un système magnétique ou mécanique
quand la bobine n’est plus alimentée. Pour changer la position il faut alimenter brièvement l’autre bobine.
RELAIS TEMPORISE : Il existe deux sortes de relais temporisés, à la fermeture et à l’ouverture.
à la fermeture : Lorsque le relais est alimenté, sa bobine n’actionne les contacts qu’au bout d’un temps défini, (souvent
réglable), ils reviennent en position initiale dès que le relais n’est plus alimenté.
à l’ouverture : Lorsque le relais est alimenté, sa bobine actionne les contacts aussitôt, par contre le changement de
position des contacts ne se fait qu’au bout d’un certain temps.
RELAIS STATIQUE : un emploi particulier, ce type de relais entièrement électronique ne fait appel à aucune partie
mobile.
DOMAINES D’APPLICATION DES RELAIS
Les plus petits relais employés couramment sont de type ILS (Interrupteurs à Lames Souples) et sont à souder sur des
cartes électroniques, leur pouvoir de coupure peut varier suivant le type de 0,1A à 0,5A sous une tension de 5V à 100V.
10
Les relais miniature
miniatures,
s, à souder également sur circuits imprimés, ils ont un
pouvoir de coupure plus important 0,5A à 2A sous 220V.
220V
Les relais type RE, dits européen,, ils peuvent êtres soudés directement sur un circuit im
imprimé,
primé, mais sont généralement
embrochables,, c’est à dire positionnable sur un support soudé lui
lui-même
même sur le circuit imprimé. Ce qui permet facilement
son remplacement. Lancé à l’origine par Siemens il existe dans de nombreuses autres marques et ont l’avantage premier
d’êtres standard. Ils existent sous différentes tensions, leurs contacts sont au nombre de 2,4 ou 6, ils ont un pouvoir de
coupure d’environ 2A sous 250V (photos ci
ci-dessous).
Les relais automobiles, généralement commandé en 12V ont un pouvoir de coupure
pouvant atteindre 50A.. Ils se connectent par cosses à sertir.
BRANCHEMENT
En règle générale les bobines des relais fonctionnent en courant continu, (son branchement en courant alternatif
provoquera des vibrations). Certaines précautions doivent êtres respectées afin de s’affranchir du courant d’extra rupture
de la bobine, à savoir : Placer une diode en parallèle sur la bobine et dans le bon sens,(1N4001).
(1N4001). Cette diode est souvent
utile lorsque la bobine est commandée par un contact de très faible puissance tel qu'un ILS
ILS.
11
BROCHAGES DES RELAIS DE TYPE EUROPEEN
En modélisme l’atmosphère est douce et calme et les seuls principaux critères à observer sont sa tension et son pouvoir de
coupure. Le reste est souvent fonction du hasard des récupérations.
LES INTERRUPTEURS
Point n'est besoin de décrire le rôle de cet appareil que nous manipulons tous bon nombre de fois par jour. Un interrupteur
doit répondre à plusieurs critères :
- Son pouvoir de coupure : C'est le courant en Ampère qu'il est capable d'interrompre sans être endommagé.
- Sa tension d'utilisation : C'est la tension en Volt pour lequel son utilisation est prévue.
- Sa rapidité de coupure : Un bon interrupteur doit ouvrir ses contacts le plus rapidement possibles, ce qui est un gage de
durabilité.
- La qualité de ses contacts : Comme pour les relais, les contacts or ou argent seront privilégiés.
DIFFERENTS TYPES D'INTERRUPTEURS
Il existe une multitude d'interrupteurs, de toutes utilisations, tailles, formes...Cela va du micro interrupteur placé sur un
circuit imprimé à un interrupteur haute tension de plusieurs milliers de volts en passant par les plus courants ceux que
nous manœuvrons en permanence dans notre maison et ceux qui nous intéressent pour notre réseau.
Interrupteurs miniatures
Poussoirs miniatures
12
Inters à souder sur circuits imprimés
Interrupteurs fin de course type microswitch
Interrupteurs et voyants de petite puissance
DIFFERENTS SYMBOLES D'INTERRUPTEURS
Voici quelques représentations de différents interrupteurs.
DEFINITION
EMPLOI
Poussoirs de petite puissance
UTILISATION
Interrupteur C'est le plus simple qui permet de Alimentation des voies, bâtiments,
simple
mettre en/hors service un circuit accessoires, alimentation...
Interrupteur Idem ci-dessus, mais son action ne
temporisé à prendra effet qu'au bout d'un
Départ différé en gare par exemple
l'ouverture temps t
C'est le classique "va et vient" il
Interrupteur
permet d'alimenter deux circuits
inverseur
en alternance
Rotacteur
Commutation entres voies.
Inversion alimentation ou éclairage
sur matériel moteur...
Le rotacteur permet d'alimenter
plusieurs circuits les uns après les
Sélection de voies ou commande de
autres. Il est également possible
pont tournant.
de combiner les sorties d'ou sont
autre nom de combinateur
Contact NO
Contact de relais ou contacteur
(Normaleme
Différents automatismes.
dont le contact est ouvert au repos
nt Ouvert)
Contact NF
Contact de relais ou contacteur
(Normaleme
Différents automatismes.
dont le contact est fermé au repos
nt Fermé)
Commandes
Poussoir dont le contact est ouvert
Poussoir NO
d'aiguillages,d'itinéraires démarrages
au repos
d'automatismes...
Poussoir NF
Poussoir dont le contact est fermé
Commande d'arrêt d'automatisme.
au repos
Fin de
Fin de course dont le contact est
course NO ouvert au repos
Fin de
Fin de course dont le contact est
course NF fermé au repos
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Pédale de voie permettant des
commandes d'automatisme ou de
contrôle.
Pédale de voie permettant des
commandes d'automatisme ou de
contrôle.
LES CONDUCTEURS
Les conducteurs sont des câbles ou des fils métalliques, souvent en cuivre, dont le diamètre est étudié en fonction de
l’intensité qui doit y passer. En effet, le courant, en circulant dans le câble, a tendance à le faire chauffer. Plus le câble est
petit, ou plus l’intensité est grande, plus l’échauffement est important. Ainsi, un moteur puissant demande une grosse
intensité, et si on fait passer cette électricité dans un câble trop petit, l’échauffement trop important pourra occasionner
des problèmes, jusqu’à provoquer l’incendie. Cette propriété qu’a le courant de faire chauffer un fil fin est utilisée dans
nombre d’appareils tels que radiateurs, chauffe-eaux, sèche-cheveux, fers à repasser, et même ampoules d’éclairage : dans
ces dernières, le fil est si fin qu’à force de chauffer, il finit par produire de la lumière, tout comme un morceau de métal
chauffé au rouge. Voir le tableau dans document annexe.
Tableau section de fil ou câble en mm² par rapport à l’Ampérage max.
Section cable
(en mm²)
Intensité Maxi
(en Ampère)
0,5mm²
0,75mm²
1mm²
1.5mm²
2.5mm²
4mm²
6mm²
10mm²
16mm²
25mm²
35mm²
3A
6A
8A
10A
20A
25A
32A
40A
63A
100A
125A
7) OPERATIONS CALCUL ELECTRIQUE:
P=UxI
U=RxI
U=P:I
R=U:I
I=P:U
I=U:R
U = Tension en Volt
I = Intensité en Ampère
P = Puissance en Watt
R = Résistance en Ohm
8) SECURITE ELECTRIQUE :
L’électricité est sans danger si l’on respecte quelques règles de prudence :
- Ne jamais démonter un appareil branché. Débrancher la prise ou le fusible ou baisser le levier du disjoncteur qui le
protège. Ne pas démonter une prise murale ni une douille de plafonnier sous tension. En cas de doute, utiliser un testeur.
- Ne pas utiliser ou manipuler un appareil avec les mains mouillées, surtout s’il est dépourvu de prise de terre. Mais
certains appareils comme les sèche-cheveux ont une double isolation qui permet de les utiliser dans une salle de bains.
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- Ne pas accumuler les prises multiples. Un circuit est prévu pour une intensité maximale donnée.
- Ne pas plier, couper, tordre ou écraser un cordon d’alimentation. Si on voit dépasser des fils de cuivre, c’est dangereux
remplacer le cordon.
- Ne pas faire de raccords épissés (fils tordus ensemble), ni avec du sparadrap ou pire, des trombones !
- Ne pas laisser branchés des cordons non reliés à un appareil. Brancher d’abord le cordon à l’appareil puis à la prise
murale.
Toujours remplacer un fusible par un autre fusible de même valeur. Ne JAMAIS remplacer un fusible par un fil de fer ou
quoi que ce soit d’autre. Risque d’incendie !
NB : les circuits en courant continu et basse tension ne présentent pas les mêmes dangers d’électrocution que les circuits
domestiques : On peut changer une ampoule de voiture sans tout débrancher. Attention cependant, les risques d’incendie
liés aux fusibles restent les mêmes. Rappelons-nous qu’une voiture contient aussi un réservoir de carburant par nature
inflammable, voire explosif. Faire des économies sur un fusible est d’une imprudence qui confine au criminel ; mieux
vaut se passer de musique, de ventilateur, de climatisation et même de voiture. Nous n’insisterons jamais trop là-dessus.
Les dangers
Le plus grand est l’incendie. Une installation mal réalisée, dépourvue de disjoncteur, vétuste, est susceptible de chauffer
excessivement et d’entraîner un incendie. Dans ce cas, couper l’alimentation électrique avant de s’attaquer au feu. Le
second est bien entendu l’électrisation. Mais celle-ci, si elle est toujours désagréable, va rarement jusqu’à l’électrocution
mortelle. En effet, l’électricité stimule les muscles, ce qui fait le plus souvent tout lâcher, mettant ainsi le sujet à l’abri
d’une trop longue exposition ; cette dernière est effectivement susceptible d’entraîner le décès.
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