Découvrez les 5 méthodes de mesure de courant électrique: méthode shunt, transformateur de courant, effet Hall, pince ampèremétrique et résistance série.
Les Techniques de Mesure de Courant Électrique
Le courant électrique, le flux d’électrons dans un conducteur, est une grandeur essentielle dans les circuits électriques et électroniques. Mesurer le courant est donc fondamental dans de nombreuses applications. Voici cinq méthodes communes de mesure de courant :
- Méthode Shunt
La méthode shunt utilise une résistance de faible valeur, appelée résistance shunt, connectée en parallèle avec le dispositif de mesure. La tension aux bornes du shunt est proportionnelle au courant qui le traverse et peut être mesurée avec un voltmètre. La formule de calcul du courant (I) est :
I = V / Rsh
où V est la tension mesurée aux bornes du shunt et Rsh est la valeur de la résistance shunt.
- Méthode à Transformateur de Courant
Cette méthode est couramment utilisée pour mesurer des courants alternatifs de haute intensité. Le transformateur de courant (TC) enveloppe le conducteur par lequel passe le courant à mesurer. Le courant primaire (Ip) crée un champ magnétique qui induit un courant secondaire (Is) dans le circuit secondaire du transformateur. Le courant secondaire est ensuite mesuré. La relation entre les courants primaire et secondaire est donnée par :
Ip = N * Is
où N est le rapport de transformation du TC.
- Méthode à Effet Hall
Les capteurs à effet Hall sont utilisés pour mesurer à la fois les courants continus et alternatifs. Un capteur à effet Hall est placé près du conducteur transportant le courant à mesurer. Le courant crée un champ magnétique qui traverse le capteur et génère une tension proportionnelle au courant. Cette tension est ensuite mesurée.
- Méthode à Pince Ampèremétrique
La pince ampèremétrique est une autre méthode couramment utilisée pour mesurer le courant sans contact direct avec le circuit. Elle utilise soit un transformateur de courant, soit un capteur à effet Hall. La pince est placée autour du conducteur, et le courant est mesuré indirectement par la tension induite dans la pince.
- Méthode à Résistance Série
Enfin, une résistance de mesure est souvent connectée en série dans le circuit dont le courant est à mesurer. La chute de tension aux bornes de cette résistance est ensuite mesurée, et le courant est calculé en utilisant la loi d’Ohm. Cette méthode est particulièrement utile pour les mesures de petits courants.
Ces méthodes de mesure de courant sont essentielles pour assurer la sûreté et l’efficacité des systèmes électriques et électroniques.
- Méthode à Résistance Série (Continuation)
La méthode à résistance série, également connue sous le nom de méthode à résistance de dérivation, est pratique car elle est simple et directe. Toutefois, le choix de la résistance de mesure est crucial pour minimiser l’impact sur le circuit. Une résistance trop élevée pourrait perturber le fonctionnement du circuit, tandis qu’une résistance trop faible pourrait ne pas permettre une mesure précise de la tension aux bornes.
Considérations et Applications
Le choix de la méthode de mesure de courant dépend de divers facteurs tels que le type de courant (continu ou alternatif), l’ampleur du courant, la précision requise et le degré d’intrusion acceptable dans le circuit. Par exemple, les méthodes à effet Hall et à pince ampèremétrique sont préférables pour des mesures non intrusives, tandis que les méthodes shunt et à résistance série sont souvent utilisées pour leur simplicité et leur coût relativement faible.
Les techniques mentionnées ci-dessus trouvent des applications dans divers domaines. Les transformateurs de courant sont largement utilisés dans les systèmes de distribution d’électricité pour la surveillance et la protection des réseaux. Les capteurs à effet Hall sont essentiels dans les domaines de l’automobile et de l’industrie pour le suivi et la régulation des moteurs électriques. Les méthodes shunt et à résistance série sont fréquemment employées dans les laboratoires et les environnements de recherche et développement pour leur flexibilité et leur précision.
Conclusion
La mesure de courant est un élément clé dans le domaine de l’électronique et de l’électrotechnique. Les méthodes de mesure varient, mais elles sont toutes conçues pour répondre aux exigences spécifiques des diverses applications. Que ce soit par la méthode shunt pour sa simplicité, par transformateur de courant pour mesurer de hauts courants alternatifs, par effet Hall pour une mesure non intrusive, par pince ampèremétrique pour une application pratique ou par résistance série pour des petits courants, chaque technique a ses avantages et ses limitations.
En conclusion, il est essentiel de comprendre les principes fondamentaux de ces méthodes de mesure de courant et de choisir la méthode la plus appropriée en fonction des besoins spécifiques de chaque application, pour obtenir des résultats de mesure précis et fiables, tout en préservant l’intégrité des systèmes étudiés.
