Pourquoi un contact chauffe ?
Le vélo, après une montée : le câble du pack est frais, mais le XT60 qui le relie au contrôleur est tiède, son nylon bruni d’un côté. Sur l’établi, une cosse du pack d’outil a bruni, pas ses voisines ; en janvier, une borne d’auto chauffe le temps du démarrage. Même courant partout, un seul endroit qui chauffe.
Avec un multimètre et la charge qu’on a déjà, pourquoi ce contact chauffe-t-il, et comment le prouver sans rien démonter ?
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La réponse
Un contact n’est pas un fil : c’est une résistance, quelques milliohms, et la puissance P = R I² qu’elle dissipe se dépose sur bien moins qu’une tête d’épingle. Un XT60 sain fait 0,5 à 1 mΩ par contact ; sous 20 A, il perd 10 à 20 mV et dissipe 0,2 à 0,4 W, de quoi tiédir. Fatigué, à 10 mΩ : 0,2 V et 4 W, assez pour ramollir le nylon. Une cosse oxydée à 5 mΩ, sous 30 A : 0,15 V et 4,5 W. Une borne d’auto chaude est à 5 ou 10 mΩ : 1 à 2 V de chute sous les 200 à 400 A du démarreur, qui traîne.
La mesure qui tranche : le multimètre en millivolts, une pointe de chaque côté du contact, sous charge ; le courant à la pince ou à l’afficheur ; R = U / I. Au-delà de 20 à 30 mV par contact, au courant de service, on nettoie, on resserre ou on remplace : vers 0,1 V, les sommets ramollissent (Holm).
La note du professeur
La question veut faire voir que deux métaux pressés l’un contre l’autre ne se touchent presque pas : seuls quelques sommets des aspérités portent, le reste est oxyde et air. Les électrons de tout le câble passent par ces quelques points : c’est la résistance de contact, faite de la surface réelle, de l’oxyde qui la couvre, de la pression du ressort. C’est la cible 7 du RAS 1.1 : quel mouvement de charges est entravé, et où.
Pourquoi un contact chaud s’aggrave tout seul : le ressort de laiton se relâche (relaxation, puis recuit) et serre moins ; l’oxyde pousse plus vite à chaud ; le cuivre gagne 0,4 % par degré ; le nylon ramollit, les contacts se désalignent et portent sur moins de sommets. Chaque effet grossit R, donc P, donc la température : une boucle.
Pourquoi l’ohmmètre ne voit rien : son milliampère de mesure ne fait qu’un microvolt dans un milliohm, invisible au dixième d’ohm ; et il lit ses propres cordons et pointes, 0,1 à 0,5 Ω, cent fois la chose cherchée : son « zéro » est celui des cordons. Sous charge, le voltmètre ne tire rien, les pointes ne comptent plus, et le courant de charge fait les deux autres fils d’une mesure à quatre fils : pointes sur le métal, on lit la chute du contact seul.
Le carré du courant est la cible 4 du RAS 1.3 : doubler le courant quadruple la chaleur. Deux mètres de fil 12 AWG font aussi 10 mΩ et 4 W, mais étalés dans l’air ; le contact les concentre sur quelques sommets de laiton dans du nylon : le connecteur brûle avant le fil.
Et ensuite ?
- 1.1 La charge et son mouvement : les électrons libres, et ce qui les entrave.
- La mine de crayon : le cuivre qui résiste plus à chaud, mesuré.
- 6.2 Le pack : les cosses et la bande de nickel, les mêmes milliohms.
Le pack EGO ouvert
Dix groupes, les bandes de nickel, le BMS.
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questionPourquoi une pile faiblit au froid ?
Janvier au Nouveau-Brunswick, -20 °C.
le carrefour1.1 La charge et son mouvement
Tout ce qui se rattache à cette idée, et les exercices.