Bonjour !
Nous disposons d'un fil de cuivre de 20 m, à travers lequel nous devons théoriquement faire passer un courant d'une intensité de 1 000 ampère.
Bien sur à cause de l'effet joule, il nous sera impossible de le faire, étant donné que le fil va fondre.
Nous avons calculé que l’énergie produite sera égale à 108 000 J
Nous voulons savoir quels calculs nous devons faire pour trouver combien de degrés Celsius (ou Kelvin) seront dégagés.
Bonjour,
La puissance dissipée par effet Joule dans un fil de cuivre dépend de la longueur de celui-ci mais aussi de son diamètre, on ne peut faire un calcul à partir de la longueur seule. Pour évaluer la température du fil il faut aussi connaître la durée pendant laquelle le courant passe. Si le fil n'échange pas de chaleur avec l'extérieur, son augmentation de température se calcule en divisant la chaleur produite RI2t par la capacité calorifique du cuivre 385 J.kg-1.K-1. Dans la pratique, une partie de la chaleur est cédée au milieu extérieur donc l'augmentation de température est plus faible que celle calculée.
Attention, on peut parler de dégagement de chaleur mais pas de dégagement de degrés.
Que sais-je?
Bonjour et bienvenu au forum.
Ce que vous pouvez calculer est la puissance dissipée dans le fil (avec RI²).
La température augmentera rapidement et si le fil n’est pas refroidi, il finira par fondre.
On ne peut pas aller plus loin sans connaître le reste de détails : section du fil, durée du courant, refroidissement du fil, etc.
Au revoir.
Bonjour
Pour faire rouler certains véhicules ferroviaires tels que le métro Parisien, on doit fait circuler dans des conducteurs de grande longueur des intensités de l'ordre d'un millier d'ampères. C'est donc parfaitement réalisable, à condition de dimensionner correctement ces conducteurs.
En fait, l'énergie dégagée n'est pas le critère à prendre en compte. C'est plutôt la puissance qu'il convient de considérer, car le temps intervient de façon importante dans l'équation. Par exemple, une petite led de 65 mW peut parfaitement dissiper 108000 J... en restant allumée durant trois semaines.
La plupart des fabricants de câbles électriques fournissent des abaques permettant de calculer directement l'augmentation de température en fonction du courant dans des conditions normales d'utilisation.
Sinon, pour savoir à quelle augmentation de température correspond le courant traversant le conducteur en régime thermique établi, il faut pouvoir calculer la résistance thermique entre lui et un milieu extérieur dont on peut estimer que la température reste constante (par exemple l'air ambiant, si l'environnement est correctement aéré).
Cette résistance thermique dépend de la surface extérieure du conducteur, des dimensions et de la nature des matériaux traversés par le flux thermique, des phénomènes optiques dans les milieux transparents (dissipation par émission d'infra-rouges), et de la circulation de matière dans les milieux fluides (convection, ventilation, pompage).
En règle générale, lorsqu'il s'agit d'un conducteur en cuivre, on néglige le gradient de température dans les sections du câble, car le cuivre est un très bon conducteur thermique, bien meilleur que les isolants électriques qui l'entourent.
On peut d'ailleurs noter que la longueur du câble n'intervient que pour calculer l'intensité du courant à partir de la tension.
Si toutes les sections perpendiculaires à l'âme du câble sont identiques, alors pour un courant donné les phénomènes thermiques sont indépendants de cette longueur.
