Différence de perte de puissance entre câbles monobrins et multibrins

Différence de perte de puissance entre câbles monobrins et multibrins

Hors ligne Par Luke_S

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Petit nouveau
Message(s) : 1
le 27/10/2017 à 04h11
Bonjour les électriciens,

J'aurais une question de néophyte qui va peut-être vous paraître un peu bête mais elle me turlupine et google ne me trouve pas de réponse claire (comme quoi il n'est pas infaillible).

Du coup je vous la pose ici. Je vais essayer d'être le plus clair possible mais pardonnez-moi si certains termes ne sont pas corrects ou appropriés techniquement car hormis mes quelques notions datant du lycée (donc dans une galaxie lointaine, très lointaine...) je n'y connais vraiment pas grand chose.

Voilà ma question : Quelle est la différence de perte de puissance entre 2 câbles de matériau identique (cuivre) de section identique (1.5mm2) et de longueur identique (5m) selon s'ils sont monobrin ou multibrins?

J'ai cru comprendre par mes recherches que le courant passant uniquement sur l'extérieur du fil et pas "dedans', un fil monobrin transporterais donc le courant émis par la source de manière moins "répartie" à l'intérieur de la gaine par rapport à un multibrins.
En revanche je n'ai pas trouvé d'info concernant la différence de résistivité.

Pour explication, je cherche à savoir, pour un appareil d'une puissance de 600w câblé à la source électrique avec du 1.5mm2 cuivre sur 5m de longueur, si la perte de puissance à l'arrivée serait inférieure ou supérieure en utilisant du monobrin plutôt que du multibrins, et aussi si la différence serait importante ou négligeable.
Et puis par dessus tout évidemment si cela présente un risque plus élevé, pour l'appareil comme pour l'installation.

Merci d'avance pour vos réponses et n'hésitez pas à me corriger ou à me demander + d'informations ou d'éclaircissements si nécessaire. J'y répondrais dans la mesure de mes connaissances si cela peut vous aider à me trouver la réponse.

Bon bricolage à tous.
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Liste des réponses

Hors ligne Par gebu

avatar - gebu
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Message(s) : 877
le 27/10/2017 à 08h53
Bonjour,

Ce phénomène existe pour les courants hautes fréquences. Pour approfondir ça, rechercher "Effet de peau" sur le net.
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avatar - 3ieme type
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Message(s) : 837
le 27/10/2017 à 09h48
Oups !! et Bonjour

Gebu n'a pas forcé sur la potion et a raison de se référer à des phénomènes qui concernent le domaine de la radioélectricité.

Pour ce qui est de l'électricité, oublie. Je ne sais pas où tu as vu ça, mais c'est une chance que le Dieu G. n'en ait pas rajouté une couche.

Seule compte la résistivité du cuivre (ou de l'aluminium) déterminant la résistance directement reliée à la section du câble (et à sa longueur) pour le monobrin ou à la somme des sections (et à sa longueur) pour le multibrins. Plus la section est grande, plus la résistance est faible et moins tu perds de puissance ("perte en ligne") au passage du courant dans ton câble.




Luke_S a écrit :


J'ai cru comprendre par mes recherches que le courant passant uniquement sur l'extérieur du fil et pas "dedans', un fil monobrin transporterais donc le courant émis par la source de manière moins "répartie" à l'intérieur de la gaine par rapport à un multibrins.


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Hors ligne Par poiluu

avatar - poiluu
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Message(s) : 553
le 27/10/2017 à 09h52
Bonjour
C'est ce que l'on appelle "l'effet de peau"
Comme dit "gebu" , plus la fréquence est élevée, et plus le courant à transporter est grand , plus ce phénomène se manifeste.
Pour commencer à percevoir la différence entre du monobrin et du multibrins, il faudrait que chaque brin soit isolé par rapport à l'autre, et que le courant à transporter soit grand.

Ce qui veut dire que momo ou multibrin pour les applications courantes domestiques n'a aucune différence.

Par contre souvent en sortie de transfo très puissant (par exemple celui de votre quartier) on emploi plusieurs conducteurs pour
une même phase.(pour des raisons de souplesse et de quantité de courant).En effet on transporte plus de courant dans deux fois 100mm² que dans une fois 200mm²
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Hors ligne Par poiluu

avatar - poiluu
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Message(s) : 553
le 27/10/2017 à 10h02
Juste une petite correction pour ce que vient de dire 3iemetype , la résistivité du métal ,n'est pas la seule chose à prendre en compte
quand on à de fortes intensité à transporter .
Ce qui explique les jeux de barres en tubes dans les grands postes de transformation.
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avatar - 3ieme type
Chef de chantier
Message(s) : 837
le 27/10/2017 à 10h09
Bonjour Poiluu

Intéressant. Quelle est la véritable raison?
On peut supposer que les courants étant importants, alors l'effet Joule est important et que 2 câbles au lieu d'un apporte une surface de rayonnement de la chaleur plus importante. Donc , à courant transporté égal, avec deux câbles, on maintien une température plus basse. Et comme la résistivité d'un câble augmente avec la température, avec 2 câbles à température plus basse, on diminue la perte en ligne.

C'est ça ou il y a un autre phénomène à considérer?

Crdlmt


poiluu a écrit :


Par contre souvent en sortie de transfo très puissant (par exemple celui de votre quartier) on emploi plusieurs conducteurs pour une même phase.(pour des raisons de souplesse et de quantité de courant).En effet on transporte plus de courant dans deux fois 100mm² que dans une fois 200mm²


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avatar - poiluu
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Message(s) : 553
le 27/10/2017 à 10h23
Oui bien sure la température joue un rôle.

Mais temporairement oublions la température.
Ce sont des ohms que rajoute le phénomène de peau. Deux câbles de 100mm² ont une somme de leur périphérie plus grande que la périphérie d'un seul 200mm²,ce qui entraine un abaissement de l'effet néfaste.
Le courant ne circulant pas ou peu au milieu d'un conducteur, c'est de la surface perdue. Donc augmentation de la résistance.
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avatar - 3ieme type
Chef de chantier
Message(s) : 837
le 27/10/2017 à 10h25
Si on reste dans la même idée de l'influence de la température sur la résistivité et la perte en ligne qui en découle, justement est-ce que les jeux de barres en tube ne sont pas là pour permettre, non seulement le refroidissement par rayonnement extérieur, mais aussi par circulation d'air à l'intérieur du tube?

La température est l'ennemi du transport de l'énergie électrique, et c'est bien pourquoi certains on eu l'idée géniale de pousser le refroidissement jusqu'à la supraconductivité.



poiluu a écrit :

Juste une petite correction pour ce que vient de dire 3iemetype , la résistivité du métal ,n'est pas la seule chose à prendre en compte
quand on à de fortes intensité à transporter .
Ce qui explique les jeux de barres en tubes dans les grands postes de transformation.


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Message(s) : 553
le 27/10/2017 à 10h28
OUBLIEZ TEMPORAIREMENT l'idée de température, et fixez votre attention ailleurs.
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Hors ligne Par Dom91

avatar - Dom91
Architecte
Message(s) : 1112
le 27/10/2017 à 10h37
gebu a écrit :

Ce phénomène existe pour les courants hautes fréquences. Pour approfondir ça, rechercher "Effet de peau" sur le net.



Bonjour,

En réalité cela existe pour n'importe quel signal ~.
Un courant 50Hz est décomposable en une série (illimitée) de courant de fréquences multiples. En clair, c'est une superposition de courant de fréquences différentes (donc jusqu'à de la Hf en théorie).
Mais la valeur est inversement proportionnelle à la fréquence (plus la fréquence est élevée et plus l'intensité est faible).

C'est totalement négligeable.

Sauf dans certaines circonstances; comme les très grosses puissances.
Là, le fait d'avoir un conducteur creux (donc de section inférieure à un plein) devient intéressant car le gain de résistivité dû au refroidissement (qui peut être liquide) est supérieur à la perte dû à la section plus faible (d’autant que le centre du conducteur est la partie la moins "utilisée" )

Par ailleurs c'est une question de fabrication et d'utilisation : passé certaines sections, c'est totalement impossible à "plier"

Il y a tout un tas de phénomènes qui se produisent en électrotech, mais ça ne concerne pas le commun des mortels.
En installation individuelle, il n'y a guère que l'échauffement des conducteurs qui n'est pas négligeable Clin d\'oeil
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avatar - 3ieme type
Chef de chantier
Message(s) : 837
le 27/10/2017 à 11h14
En fait, on ne peut pas oublier la température et nous parlons bien de la même chose. Si on fait une coupe du câble en fonction de la température, on s'apercevra que la température croit en allant vers le centre, ce qui est normal, car plus on est à l'intérieur du câble et moins l'énergie calorifique peut être rayonnée vers l'extérieur. Donc, la résistance au passage du courant augmente d'autant plus qu'on se rapproche du centre du câble. Et à température suffisamment élevée correspondant à des transferts importants d'énergie, l'énergie est plus transportée sur la périphérie du câble qu'à l'intérieur. Donc, c'est doublement futé de transformer le câble en tube. (suppression de la partie augmentant la perte en ligne et refroidissement meilleur)

Notons, pour éviter les confusions, qu'il s'agit d'un phénomène n'ayant rien à voir avec "l'effet de peau" radioélectrique.


poiluu a écrit :

Oui bien sure la température joue un rôle.

Mais temporairement oublions la température.
Ce sont des ohms que rajoute le phénomène de peau. Deux câbles de 100mm² ont une somme de leur périphérie plus grande que la périphérie d'un seul 200mm²,ce qui entraine un abaissement de l'effet néfaste.
Le courant ne circulant pas ou peu au milieu d'un conducteur, c'est de la surface perdue. Donc augmentation de la résistance.


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Hors ligne Par poiluu

avatar - poiluu
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Message(s) : 553
le 27/10/2017 à 11h38
.

L''effet de peau se manifeste avec la fréquence et l'intensité[
Pour résumer
A la fréquence industrielle de 50Hz plus l'intensité est grande moins le courant circule à l'intérieur du câble ce qui est donc équivalent à travailler avec un cable de section plus petite ,
donc à augmenter la résistance de la ligne. Donc on multiplie les câbles pour augmenter cette surface périphérique

Pour les applications domestique c'est un phénomène que l'on peut négliger. MAIS PAS POUR LES APPLICATIONS INDUSTRIELLES.

Bien sure la température entre en jeux , mais ce n'est pas a principale raison des jeux de barres en tubes, ou des cables multiples en sortie de transformateur puissant
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Hors ligne Par cjupiter

avatar - cjupiter
Promoteur
Message(s) : 2946
le 27/10/2017 à 11h58
Salut,
La multiplication des câbles a aussi d'autres raisons comme la plus grande facilité de pose.
Les équipements que je conçois sont souvent alimentés avec 2,3 ou 4 (maxi) câbles par phase, de façon a rester dans des sections "manipulables", on évite de dépasser 240mm² de section.
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Hors ligne Par poiluu

avatar - poiluu
Chef de chantier
Message(s) : 553
le 27/10/2017 à 12h02
Vous avez raison cjupiter , j'en parlais en dernière ligne de mon message de 9h52, mais ce n'était pas assez visible et explicite.
Je rajoute une précision: il n'y a qu'un seul "effet de peau"
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avatar - 3ieme type
Chef de chantier
Message(s) : 837
le 27/10/2017 à 12h57
Sur le côté pratique de manipuler des câbles de section raisonnable c'est très clair.

Sur le côté un seul effet de peau:

- oui si on parle du transfert de l'énergie sur la périphérie d'un conducteur, c'est-à-dire la conséquence

- non si si on parle des mécanismes sous-jacents , c'est-à-dire des causes. Par exemple, la communication avec les sous-marins se fait par "effet de peau". Les ondes électromagnétiques ne se propageant pas dans l'eau de mer, l'énergie des ondes utilisées ne pénètre pas à plus de 10 ou 20 mètres sous la surface (en gros) , c'est pourquoi les sous-marins doivent venir dans la peau pour établir les transmissions

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Hors ligne Par poiluu

avatar - poiluu
Chef de chantier
Message(s) : 553
le 27/10/2017 à 14h03
Au risque de me noyer , je ne m' aventure pas dans une histoire de sous marin, où je ne me sent pas à l'aise.

Le sujet de départ était la différence dans le transport de courant dans un conducteur monobrin ou multibrin.

Il me semble que nous avons répondu.
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