La chute sur dix mètres

Il faut

• Du tiroir : un cordon à deux conducteurs de dix mètres (rallonge 12 V, cordon de lampe), la jauge AWG lisible sur la gaine, en cuivre et non en aluminium cuivré (le fil de haut-parleur bon marché l’est souvent, et résiste une fois et demie plus) ; une source de 12 V qui tient 2 A (batterie de 12 V, bloc d’alimentation de labo, batterie d’auto en dernier recours) ; le multimètre ; quatre pinces crocodile.
• À acheter : une ampoule d’auto 12 V 21 W (P21W, celle des feux de recul, 3 $) et sa douille, ou une ampoule halogène 12 V 20 W.
• En option : un second cordon d’une autre jauge, pour comparer.

Faire

AvantDouze volts ne blessent pas. Ce qui blesse, c’est le court-circuit : une batterie d’auto donne des centaines d’ampères dans une pince qui glisse, et un fil fin fond en fumant. On met un fusible de 5 A dans le fil plus si la source n’en a pas, et on branche la charge avant la source. L’ampèremètre se met en série, sur le calibre 10 A, et jamais aux bornes de la source : c’est le fusible du multimètre qui saute, au mieux. L’ampoule brûle les doigts après une minute.

1. Lire la jauge sur la gaine et noter la résistance par mètre à la table : AWG 16, 13,2 mΩ ; AWG 18, 21,0 mΩ ; AWG 14, 8,29 mΩ. Dix mètres de cordon, c’est vingt mètres de cuivre, aller et retour.

   attendu0,26 Ω pour la boucle en AWG 16, 0,42 Ω en AWG 18

2. Poser le cordon en U sur l’établi, ses deux bouts à portée de main. Monter : la source, le cordon, l’ampoule au bout ; l’ampèremètre en série près de la source, calibre 10 A.

   attendul’ampoule allume franchement, 1,5 à 1,8 A

3. Mesurer la chute le long d’un conducteur, pas la différence de deux lectures à 12 V : le voltmètre sur le calibre 2 V, une pointe sur le cuivre nu du conducteur plus au bout source, l’autre sur le même conducteur au bout ampoule, sous charge. Puis la même chose sur le conducteur moins. Les pinces et l’ampèremètre restent hors de la mesure.

   attendu0,20 à 0,25 V par conducteur en AWG 16, 0,35 à 0,40 V en AWG 18 ; les deux conducteurs à moins de 5 % l’un de l’autre

4. Calculer la résistance du cordon : la somme des deux chutes divisée par le courant.

   attendu0,25 à 0,28 Ω en AWG 16, dans les cinq pour cent de la table ; une fois et demie au-dessus, c’est de l’aluminium cuivré, pas du cuivre

5. Calculer la puissance perdue dans le cordon, la somme des chutes fois le courant.

   attendu0,8 W en AWG 16, répartis sur vingt mètres ; le cordon ne tiédit même pas, mais l’ampoule au bout reçoit 20 W au lieu de 21

6. Calculer la chute en pour cent de la source.

   attendu3,8 % en AWG 16, 6 % en AWG 18 ; la règle d’usage en basse tension est trois pour cent, et le cordon de lampe la dépasse déjà

7. Refaire le calcul pour la même ampoule de 21 W alimentée en 48 V : le courant, la chute, la chaleur.

   attendu0,44 A, 0,11 V, 0,05 W ; seize fois moins de chaleur dans le même cuivre, c’est la raison des packs à 48 et 56 V