Comment déterminer la section du fil selon le diamètre et inversement : tableaux prêts à l'emploi et formules de calcul

Les fils sont largement utilisés dans le domaine des réseaux électriques de toutes sortes. Le transport de l'énergie par les câbles et conducteurs semble à première vue simple et évident.

Cependant, pour garantir une exploitation sûre de l'installation électrique, il est nécessaire de prendre en compte un certain nombre de nuances importantes lors de la conception et de l'aménagement des réseaux électriques. L'un de ces détails est la capacité à calculer correctement la section du fil par le diamètre, car la limite du courant admissible traversant le conducteur dépend de la précision de cette détermination.

Comment déterminer la section ou le diamètre, y a-t-il une différence entre ces paramètres ? Nous essaierons de faire le point dans cet article. De plus, nous avons préparé des tableaux récapitulatifs qui vous aideront à choisir un conducteur en fonction des conditions d'installation du réseau électrique, du matériau de l'âme du câble et des caractéristiques de puissance des appareils raccordés.

Nécessité et procédure de calcul

Le courant électrique alimente des équipements très divers, de puissances variées. Et la gamme de puissances est très étendue.

Chaque appareil électrique pris individuellement constitue une charge, en fonction de l'ampleur de laquelle un apport de courant d'une certaine intensité est nécessaire.

Par défaut ou par simple méconnaissance des bases de l'électricité, il est facile de raccorder des conducteurs en ignorant toutes les exigences existantes concernant les diamètres et les sections. Une autre question est de savoir ce qui peut résulter d'une telle pratique en cours d'exploitation.

La quantité de courant nécessaire pour la charge requise peut être transmise par des fils de différents diamètres (sections).

Mais en cas de section de conducteur insuffisante pour faire passer le volume de courant donné, un effet de résistance accrue se produit. Par conséquent, un échauffement du fil (câble) est observé.

Si l'on ignore un tel phénomène et que l'on continue à faire passer le courant, un réel danger d'échauffement se crée, pouvant aller jusqu'à l'inflammation. Une telle situation menace de provoquer un incident grave. C'est pourquoi il faut accorder une attention particulière aux calculs et au choix des circuits de transmission du courant vers la charge.

Les conséquences de calculs imprécis de la section (diamètre) des conducteurs électriques peuvent s'accompagner de phénomènes allant d'une légère déformation du matériau isolant jusqu'à un véritable incendie et un grand feu.

Un calcul correct et une sélection judicieuse des câbles et fils a également un effet positif sur le fonctionnement de l'équipement servant de charge.

Ainsi, outre le facteur de sécurité, le calcul des sections de câbles électriques par le diamètre ou inversement est une action obligatoire du point de vue de l'assurance d'une exploitation efficace des machines électriques.

Détermination du diamètre de l'âme du conducteur

En fait, cette opération peut être réalisée par une simple mesure linéaire. Pour une mesure précise, il est recommandé d'utiliser un instrument de mesure ponctuel, par exemple un pied à coulisse, et encore mieux – un micromètre.

Un résultat relativement peu précis, mais tout à fait acceptable pour de nombreuses applications de fils, est obtenu en mesurant le diamètre avec une règle ordinaire.

Mesure et détermination du diamètre de l'âme à l'aide d'un instrument ponctuel, en l'occurrence un pied à coulisse. Cette méthode de mesure linéaire donne un résultat suffisamment précis pour le calcul ultérieur de la section du conducteur.

Bien entendu, la mesure doit être effectuée sur un conducteur dénudé, c’est-à-dire après avoir retiré le revêtement isolant.

D'ailleurs, le revêtement isolant, par exemple d'un fil de cuivre, comprend également une fine couche de vernis, qu'il faut aussi retirer lorsqu'un calcul très précis est requis.

Il existe une méthode « domestique » de mesure du diamètre, adaptée aux cas où l'on ne dispose pas d'instruments de mesure ponctuels. Pour appliquer cette méthode, vous aurez besoin d'un tournevis d'électricien et d'une règle d'écolier.

Le conducteur à mesurer est d'abord dénudé de son isolant, puis enroulé serré tour par tour sur la tige du tournevis. On enroule généralement une dizaine de tours – un nombre pratique pour les calculs mathématiques.

La mesure linéaire du diamètre est une autre méthode largement répandue pour déterminer le paramètre du conducteur en vue du calcul de la puissance (capacité de transport). Elle s'effectue à l'aide d'une règle ordinaire et d'une base quelconque sur laquelle on peut enrouler le conducteur (+).

Ensuite, on mesure avec une règle la bobine enroulée sur la tige du tournevis, du premier au dernier tour. La valeur obtenue sur la règle doit être divisée par le nombre de tours (dans ce cas, par 6). Le résultat de ce calcul simple sera le diamètre de l'âme du fil.

Calcul de la section du fil électrique

Pour déterminer la valeur de la section de l'âme du conducteur, il faudra utiliser une formulation mathématique.

En substance, la section du conducteur est l'aire de la coupe transversale, c'est-à-dire l'aire du cercle. Son diamètre est déterminé par la méthode décrite ci-dessus.

La section du conducteur est en fait l'aire du cercle. Par conséquent, le calcul de ce segment de géométrie mathématique peut être effectué à l'aide de la formule traditionnelle, à condition que la valeur du diamètre ou du rayon soit connue.

En se basant sur la valeur du diamètre, il est facile d'obtenir la valeur du rayon en divisant le diamètre par deux.

En fait, il faudra ajouter la constante « π » (3,14) aux données obtenues, après quoi on peut calculer la valeur de la section à l'aide de l'une des formules :

S = π*R² ou S = π/4*D²,

où :

• D – diamètre ;
• R – rayon ;
• S – section transversale ;
• π – constante correspondant à 3,14.

Les formules classiques indiquées sont également utilisées pour déterminer la section des conducteurs multibrins. La stratégie de calcul reste pratiquement inchangée, à quelques détails près.

En particulier, on calcule d'abord la section d'un brin du faisceau, puis le résultat obtenu est multiplié par le nombre total de brins.

Il est possible de calculer la section d'un conducteur multibrins à l'aide de la même méthode mathématique que celle utilisée pour un câble unibrin, mais en tenant compte en plus du nombre de brins existants comme multiplicateur.

Pourquoi la détermination de la section devrait-elle être considérée comme un facteur important ? Un aspect évident, directement lié à la loi de Joule-Lenz, est que le paramètre de section du conducteur détermine la limite du courant admissible traversant ce conducteur.

Détermination du diamètre par la section

Par calcul mathématique, il est possible de déterminer le diamètre du conducteur lorsque le paramètre de section est connu.

Ce n'est certes pas l'option la plus pratique, compte tenu de l'existence de méthodes plus simples pour déterminer le diamètre, mais l'utilisation de cette option n'est pas exclue.

La mesure du diamètre avec une grande précision à l'aide d'un outil de serrurier – le micromètre, donne un résultat pratiquement analogue à celui obtenu lorsque les calculs sont effectués à l'aide d'une formule.

Pour effectuer le calcul, on aura besoin pratiquement des mêmes données numériques que celles utilisées pour les calculs de section à l'aide de la formule mathématique.

C'est-à-dire la constante « π » et la valeur de l'aire du cercle (section).

En appliquant ces valeurs à la formule ci-dessous, on obtient la valeur du diamètre :

D = √4S/π,

où :

• D – diamètre ;
• S – section transversale ;
• π – constante correspondant à 3,14.

L'application de cette formule peut être pertinente lorsque le paramètre de section est connu et qu'aucun outil approprié n'est à portée de main pour mesurer le diamètre.

Le paramètre de section peut être obtenu, par exemple, à partir de la documentation du conducteur ou d'un tableau de calcul présentant les variantes classiques les plus couramment utilisées.

Tableaux pour choisir le conducteur approprié

Une option pratique et commode pour sélectionner le fil (câble) approprié consiste à utiliser des tableaux spéciaux qui indiquent les diamètres et les sections en fonction des puissances et/ou des courants supportés.

Avoir un tel tableau sous la main est un moyen simple et rapide de déterminer le conducteur adapté à l'installation électrique requise.

La détermination des valeurs nécessaires à l'aide d'un tableau classique est l'un des moyens les plus pratiques de choisir le conducteur requis lors des travaux d'installation.

Étant donné que les conducteurs traditionnels pour les installations électriques sont des produits à âmes en cuivre ou en aluminium, il existe des tableaux pour les deux types de métaux.

Les données tabulaires présentent souvent les valeurs pour les tensions de 220 volts et 380 volts. De plus, les conditions d'installation sont prises en compte – câblage fermé ou câblage ouvert.

En pratique, une seule feuille de papier ou une image téléchargée dans un smartphone contient une grande quantité d'informations techniques qui permet de se passer des calculs mathématiques (linéaires) mentionnés ci-dessus.

De plus, de nombreux fabricants de câbles, afin de simplifier le choix du conducteur approprié pour l'acheteur, par exemple pour l'installation de prises, proposent un tableau contenant toutes les valeurs nécessaires.

Il ne reste plus qu'à déterminer la charge prévue pour un point électrique spécifique et la manière dont l'installation sera réalisée, puis, sur la base de ces informations, à choisir le bon fil avec des âmes en cuivre ou en aluminium.

Des exemples de ces variantes de calcul du diamètre du fil en fonction de la section sont donnés dans le tableau, où sont examinés les cas pour les conducteurs en cuivre et en aluminium, ainsi que les méthodes de pose du câblage – type ouvert ou caché. Dans le premier tableau, on peut déterminer l'indicateur de section en fonction de la puissance et du courant.

Tableau de correspondance de la section au diamètre pour les âmes en cuivre et en aluminium en fonction des conditions d'installation

En outre, il existe une norme pour les sections et les diamètres, applicable aux âmes conductrices rondes (profilées) non compactées et compactées des câbles, fils et cordons. Ces paramètres sont régis par la norme GOST 22483-2012.

Cette norme couvre les câbles en fil de cuivre (cuivre étamé), en aluminium, sans revêtement métallique ou avec revêtement métallique.

Les âmes en cuivre et en aluminium des câbles et fils pour installation fixe sont classées en classes 1 et 2. Les fils, cordons et câbles pour installation non fixe et fixe, où un degré de flexibilité élevé est requis lors du montage, sont classés en classes 3 à 6.

Tableau de correspondance par classe pour les âmes en cuivre des câbles (conducteurs)

Pour les conducteurs et câbles en aluminium, la norme GOST 22483-2012 prévoit également des paramètres de section nominale de l'âme, qui correspondent au diamètre approprié, dépendant de la classe de l'âme.

De plus, selon cette même norme, les diamètres indiqués peuvent être utilisés pour un conducteur en cuivre de classe 1, si l'on souhaite calculer son diamètre minimal.

Tableau de correspondance par classe pour les âmes en aluminium des câbles (conducteurs)

Des recommandations supplémentaires sur le choix du type de fils et câbles pour l'aménagement des réseaux électriques dans un appartement et une maison sont présentées dans les articles :

1. Quel fil utiliser pour le câblage dans la maison : recommandations pour le choix
2. Quel câble utiliser pour le câblage dans une maison en bois : types de câble ignifuge et sa pose sécurisée
3. Quel câble utiliser pour le câblage dans un appartement : aperçu des fils et choix de la meilleure option

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

La vidéo ci-dessous montre un exemple pratique de détermination de la section d'un conducteur par des méthodes simples.

Il est recommandé de regarder la vidéo, car les informations présentées visuellement contribuent à l'augmentation des connaissances :

Travailler avec des fils électriques nécessite toujours une attitude responsable du point de vue du calcul.

C'est pourquoi un électricien de tout niveau doit connaître la méthode de calcul et savoir utiliser les tableaux techniques existants. Ainsi, on obtient non seulement une économie substantielle sur le coût de l'installation grâce à un calcul précis, mais surtout, on garantit la sécurité de fonctionnement de la ligne installée.

Avez-vous quelque chose à ajouter, ou avez-vous des questions sur la détermination de la section du fil ? Vous pouvez laisser des commentaires sur la publication, participer aux discussions et partager votre propre expérience dans le choix des fils pour l'aménagement du réseau électrique dans une maison ou un appartement. Le formulaire de contact se trouve dans le bloc inférieur.