L'industrie électrique utilise de nombreux termes pour décrire les caractéristiques nominales et les exigences des appareils électroniques. Par exemple, vous avez peut-être déjà vu une étiquette d'alimentation avec un courant nominal de « 20 A », une tension de sortie de « 12 VDC » et une description indiquant « 240 W » en watts. Comprendre la signification de ces caractéristiques est particulièrement crucial pour garantir un bon fonctionnement et respecter les exigences de sécurité électrique lors de l'intégration d'actionneurs avec d'autres composants électriques. Dans cet article, nous aborderons la différence entre ampères, volts et watts pour l'utilisation d'actionneurs linéaires électriques.
Comprendre les ampères : mesure du flux de courant
Dans l'industrie électrique, le courant représente le flux volumique d'électrons et utilise l'ampère (A) comme unité de mesure. Le courant électrique exprimé en ampères correspond au nombre de coulombs d'électrons circulant dans 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
Donc:
1 A ≈ 6,24 × 10^18 électrons/sec
Une autre analogie pour visualiser le flux d'électricité dans les fils est d'imaginer de l'eau s'écoulant dans des tuyaux. Au lieu des électrons par seconde exprimés en ampères (A), l'eau s'écoulant dans les tuyaux peut être mesurée avec des unités telles que les litres par seconde (l/s).
Définition des volts : 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'effectuer des tâches telles que l'éclairage d'une ampoule ou le fonctionnement d'un actionneur linéaire . Selon qu'un actionneur est en courant alternatif ou continu , sa tension peut être indiquée en « VAC » ou « VDC » .
J = L'unité d'énergie connue sous le nom de « joule »
Tension = Énergie potentielle/électrons
Donc:
1 V = 1 J/ 1 coulomb
Une autre analogie pour visualiser la différence de potentiel électrique entre les bornes positives (+) et négatives (-) d'une batterie est similaire à celle d'une pompe à eau provoquant une différence de pression. Au lieu de processus chimiques internes à la batterie provoquant le passage d'électrons d'une borne à l'autre, les pompes à eau ont la capacité d'aspirer l'eau d'un côté et de la refouler dans le tuyau de sortie.
La signification d'Ohms : résistance électrique
Dans l'industrie électrique, l'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 le flux de courant électrique dans un circuit peut être considéré comme une charge et engendrera une certaine résistance électrique.
Résistance (Ω) = ρ ℓ/ A
Où:
ρ = résistivité électrique d'un matériau mesurée en ohmmètres (Ω·m)
ℓ = longueur du fil en mètres (m)
A = section transversale du fil (m^2)
Une autre analogie pour visualiser la résistance électrique est d'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 pour que l'eau puisse s'écouler avec moins de restriction. De plus, des fils plus longs entraînent une résistance électrique plus importante, tout comme des tuyaux plus longs restreignent l'écoulement de l'eau en raison d'une perte de transfert d'énergie plus importante.
Découvrir les watts : calcul de la puissance
Le watt (W) est une unité de mesure de la puissance électrique, calculée en multipliant la tension (V) par le courant électrique (I). La mesure simultanée de la tension et du courant à l'aide de deux instruments de mesure permet d'obtenir les paramètres nécessaires au calcul de la consommation électrique des watts consommés par un actionneur à un instant T. Ceci permet de déterminer la quantité de travail fournie sur une période donnée (joules par seconde). Les relations entre puissance, courant et tension sont décrites dans la loi de Watt, comme illustré 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 l'énergie électrique est d'imaginer de l'eau en mouvement produisant de l'électricité en tombant d'une certaine hauteur et en atterrissant sur une roue à aubes. Au lieu que le courant électrique entraîne le travail d'un moteur à courant continu , la chute d'eau provoque un mouvement de rotation de la roue à aubes, qui peut servir à moudre le grain en farine.
Calcul et mesure des paramètres électriques
Les relations entre la tension, le courant et la résistance peuvent être trouvées dans la loi d'Ohm, où :
Tension = Courant × Résistance
V = I × R
I = V/ R
R = V/I
Dans certaines conditions, ces formules peuvent également être utilisées en combinaison avec celles de la loi de Watt pour analyser un circuit et s'avèrent très utiles pour calculer une variable ou un paramètre manquant. Cela peut parfois être dû aux limites des variables mesurables de manière sûre ou pratique. Ces formules sont également utiles lorsqu'un instrument de mesure peut mesurer certaines variables avec une plus grande précision que d'autres.
Les multimètres sont probablement les instruments de mesure les plus courants dans le domaine électrique, en raison de leur polyvalence et de leur capacité à mesurer la plupart des paramètres électriques nécessaires. Comme les multimètres peuvent proposer des fonctionnalités, des plages de réglage et des exigences de configuration de port différents, il est important de configurer correctement votre multimètre conformément au manuel d'utilisation et aux recommandations du fabricant avant toute mesure.
L'intégration d'un multimètre numérique (DMM) à un circuit permet un contact plus direct, ce qui se traduit par une plus grande précision et des mesures précises de la consommation de courant. Les pinces ampèremétriques ne sont pas idéales pour les variations soudaines de courant et sont généralement moins précises qu'un multimètre numérique. Cependant, elles constituent des instruments de mesure utiles dans certaines conditions. Les pinces ampèremétriques sont plus pratiques car elles se fixent facilement autour des fils, tandis qu'un DMM nécessite de couper le circuit pour le connecter et mesurer le courant. En cas de courant continu, les pinces ampèremétriques peuvent également être utilisées pour déterminer si un actionneur électrique est grippé ou défectueux.
Utilisation des ampères, des volts et des watts dans des applications pratiques
Maintenant que nous avons couvert les bases, nous pouvons appliquer ces connaissances au choix des composants de nos actionneurs. Lors du choix d'une alimentation et/ou d'un boîtier de commande , nous devons nous assurer que ces appareils fournissent une tension identique à celle de fonctionnement de l' actionneur choisi . Nous devons également vérifier que l'actionneur utilisé présente une consommation de courant inférieure ou égale à celle prévue pour l'alimentation et/ou le boîtier de commande.
Si vous souhaitez remplacer l'alimentation ou le contrôleur d'un actionneur CC dont l'étiquette est manquante (ou manquante), mesurez la chute de tension entre ses deux bornes à l'aide d'un multimètre. Vérifiez ensuite l'intensité consommée par le moteur à pleine charge. Cela vous permettra de mieux comprendre la consommation électrique de l'actionneur et les valeurs nominales à prendre en compte si vous devez remplacer les autres composants électriques qui seront connectés à l'actionneur.
EN RÉSUMÉ
La connaissance des différents termes électriques utilisés dans l'industrie est essentielle pour déterminer quelle source d'alimentation, quel contrôleur et/ou quel actionneur possède les caractéristiques nominales adaptées aux exigences de sécurité électrique de chacun. Elle est également utile pour déterminer les caractéristiques nominales générales, les limites et la compatibilité des autres composants présents dans les systèmes et appareils électriques.
Nous espérons que vous avez trouvé cet article aussi instructif et intéressant que nous, surtout si vous souhaitez en savoir plus sur la différence entre ampères, volts et watts lors de l'utilisation d'actionneurs ! Pour toute question ou pour discuter plus en détail de nos produits, n'hésitez pas à nous contacter ! Experts dans notre domaine, nous serons ravis de vous aider.
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