Questions sur la tension électrique (potentiel, terre, air, isolant, tension flottante...)

[superkarl]

Bonjour,

J'avais fait l'effort de tenter de comprendre pourquoi, physiquement, le courant s'établit et l'édifice intellectuel que j'ai bâti est assailli de questions depuis que j'ai fait une formation d'habilitations électriques.

Par exemple à un moment, le formateur parlait de transformateur de protection, qui est un transfo dont le secondaire est relié à la terre, et il disait que par rapport à un transformateur de sécurité, dont le secondaire n'était pas relié à la terre, c'était plus risqué de toucher un fil du secondaire car on ferme ainsi une boucle avec la terre dans le transfo de protection, alors qu'on ne risque rien dans le cas du transfo de sécurité. De même, pour lui si on peut se faire électrocuter en touchant un fil électrique à la maison, c'est parce que le transfo de quartier est relié à la terre et que notre corps ferme un circuit électrique.

1) Alors que pour moi, on s'en fiche que ça fasse une boucle ou pas pour le courant, l'important c'est qu'il y ait une différence de potentiel et que notre corps fasse chemin, donc quand je touche du 220 V et que mes pieds sont par terre, qu'il y ait ou non plus loin un fil relié à la terre, c'est à dire que je ferme ou non un circuit, je prends du jus dans tous les cas, non ?

2) Mais ça m'amène alors à une autre question, parce que je ne pense pas que la terre soit ultra conductrice alors du coup si on part par là, pourquoi on ne pourrait pas aussi "relier un fil à l'air" tant qu'on y est ?

3) Et du coup, ça m'amène à une autre question, à la formation un type témoignait du fait que les oiseaux qui se posaient sur un seul caténaire se faisait foudroyer, serait-il possible justement que c'est parce que ces oiseaux seraient reliés à l'air, dans le sens où la différence de potentielle est tellement forte entre le corps de l'oiseau ou l'air et le caténaire, que du courant se mette à passer dans l'oiseau ?

4) D'ailleurs le formateur avait travaillé dans une usine où on faisait fondre de l'aluminium et où il y avait des tensions jusqu'à 400 000 V (avec un secteur de la centrale uniquement pour cette usine) et en gros le sol était à des potentiels très élevés. Du coup, je me demande, lorsqu'un travailleur est sur du sol à disons, 200 000V, on est d'accord que l'air qui le touche est à peu près aussi à 200 000V ?

5) Dans cette usine, il fallait passer d'un sol à je ne sais plus combien de volts à un tapis isolant avant de rejoindre la sortie. Mais ce tapis isolant, il a un potentiel électrique (si oui, lequel ?) ou non ?

6) Dernière question pour en revenir aux transfos, c'est sur la tension flottante. Si j'ai bien compris, dans le secondaire d'un transfo se produit une différence de potentielle fixée par les caractéristiques du transfo, mais la valeur haute (ou basse donc) d'un potentiel du secondaire est libre ? Pouvez-vous me donner une explication de cela ?

Bien cordialement,
-----

[calculair]

Bonjour,

L'EDF met le neutre à la terre à la centrale électrique.

Donc entre Phase et terre tu refermes le circuit et le courant peut circuler . Dans le cas ou tu mets un transfo d'isolement avec le secondaire isolé il n'est plus possible de refermer le circuit par la terre.

Le cas des oiseaux qui se posent sur les fils de haute tension, cela va dépendre de la taille de l'oiseau. L'oiseau à une capacité propre . Ainsi un courant de charge et décharge passe par ses pattes . Si l'oiseau est petit sa capacité est tres petite et le courant est négligeable. Si l'oiseau à un certain volume ,alors sa capacité n'est plus négligeable ( Pour l'évaluer imaginer uns sphère circonscrite à l'oiseau et calculer la capacité de cette sphère) Alors le courant circulant par les pattes n'est plus négligeable dQ/dt = CdV/dt ou i(t ) = C V° w sin (wt ) ou V° est la tension max de la ligne.

Bonjour,

J'avais fait l'effort de tenter de comprendre pourquoi, physiquement, le courant s'établit et l'édifice intellectuel que j'ai bâti est assailli de questions depuis que j'ai fait une formation d'habilitations électriques.

Par exemple à un moment, le formateur parlait de transformateur de protection, qui est un transfo dont le secondaire est relié à la terre, et il disait que par rapport à un transformateur de sécurité, dont le secondaire n'était pas relié à la terre, c'était plus risqué de toucher un fil du secondaire car on ferme ainsi une boucle avec la terre dans le transfo de protection, alors qu'on ne risque rien dans le cas du transfo de sécurité. De même, pour lui si on peut se faire électrocuter en touchant un fil électrique à la maison, c'est parce que le transfo de quartier est relié à la terre et que notre corps ferme un circuit électrique.

1) Alors que pour moi, on s'en fiche que ça fasse une boucle ou pas pour le courant, l'important c'est qu'il y ait une différence de potentiel et que notre corps fasse chemin, donc quand je touche du 220 V et que mes pieds sont par terre, qu'il y ait ou non plus loin un fil relié à la terre, c'est à dire que je ferme ou non un circuit, je prends du jus dans tous les cas, non ?

2) Mais ça m'amène alors à une autre question, parce que je ne pense pas que la terre soit ultra conductrice alors du coup si on part par là, pourquoi on ne pourrait pas aussi "relier un fil à l'air" tant qu'on y est ?

3) Et du coup, ça m'amène à une autre question, à la formation un type témoignait du fait que les oiseaux qui se posaient sur un seul caténaire se faisait foudroyer, serait-il possible justement que c'est parce que ces oiseaux seraient reliés à l'air, dans le sens où la différence de potentielle est tellement forte entre le corps de l'oiseau ou l'air et le caténaire, que du courant se mette à passer dans l'oiseau ?

4) D'ailleurs le formateur avait travaillé dans une usine où on faisait fondre de l'aluminium et où il y avait des tensions jusqu'à 400 000 V (avec un secteur de la centrale uniquement pour cette usine) et en gros le sol était à des potentiels très élevés. Du coup, je me demande, lorsqu'un travailleur est sur du sol à disons, 200 000V, on est d'accord que l'air qui le touche est à peu près aussi à 200 000V ?

5) Dans cette usine, il fallait passer d'un sol à je ne sais plus combien de volts à un tapis isolant avant de rejoindre la sortie. Mais ce tapis isolant, il a un potentiel électrique (si oui, lequel ?) ou non ?

6) Dernière question pour en revenir aux transfos, c'est sur la tension flottante. Si j'ai bien compris, dans le secondaire d'un transfo se produit une différence de potentielle fixée par les caractéristiques du transfo, mais la valeur haute (ou basse donc) d'un potentiel du secondaire est libre ? Pouvez-vous me donner une explication de cela ?

Bien cordialement,

[phys4]

Bonjour,
Vous posez beaucoup de questions, et je vais essayer de vous donner quelques éléments de réponse.
Tout d'abord, l'air est un isolant, c'est à dire qu'il ne conduit pas le courant et ne peut transmettre un potentiel, vous ne pouvez donc pas définir un potentiel de l'air.
Les excellentes qualités isolantes sont mises en évidence par les lignes haute tension, qui permettent des transferts d'énergie à haut voltage à de longues distances.
La notion de courant nécessite une entrée et une sortie, sinon il n'y aura de courant possible.
1- Il est parfaitement possible de toucher un fil électrique si vous êtes sur un support isolant, car le courant n'a pas de sortie possible, un sol de terre battue ou un carrelage ne sont pas isolants. Le travail sur les lignes sous tension sont réalisés couramment par les professionnels.

2- la terre est très souvent un conducteur de qualité moyenne, à cause de l'humidité qu'elle contient. Il faudrait une dune de sable sec pour être sur un terrain isolant.

3- Un oiseau peut se poser sur un caténaire s'il est assez petit pour ne pas toucher deux fils à la fois. Les passereaux utilisent beaucoup les lignes électriques sans risque. Par contre les cigognes se font souvent électrocutées par les lignes à moyenne tension (11000 à 22000 volts). C'est une question de taille et d'envergure.

4- Comme indiqué auparavant, l'air est un trop bon isolant pour lui définir un potentiel.

5- un isolant prend toujours le potentiel du corps au contact sans passage de courant.

6- les transformateurs d'isolement n'ont pas de référence de potentiel par rapport à la terre. L'énergie est transmise uniquement par le champ magnétique, et la tension de sortie se trouve entre les deux bornes du transformateur. Un appareil alimenté par ce transformateur doit donc être connecté aux deux bornes. Si l'on touche une seule borne, le courant ne peut pas se refermer, c'est le transformateur que se met au potentiel de la personne. Toutes les bonnes salles de bain sont équipées d'un tel transformateur.

[calculair]

On peut ajouter que dans les bons transformateurs d'isolement on fait tout pour diminuer la capacité Primaire secondaire. C'est par cette capacité que le circuit peut se refermer en alternatif

Bonjour,
Vous posez beaucoup de questions, et je vais essayer de vous donner quelques éléments de réponse.
Tout d'abord, l'air est un isolant, c'est à dire qu'il ne conduit pas le courant et ne peut transmettre un potentiel, vous ne pouvez donc pas définir un potentiel de l'air.
Les excellentes qualités isolantes sont mises en évidence par les lignes haute tension, qui permettent des transferts d'énergie à haut voltage à de longues distances.
La notion de courant nécessite une entrée et une sortie, sinon il n'y aura de courant possible.
1- Il est parfaitement possible de toucher un fil électrique si vous êtes sur un support isolant, car le courant n'a pas de sortie possible, un sol de terre battue ou un carrelage ne sont pas isolants. Le travail sur les lignes sous tension sont réalisés couramment par les professionnels.

2- la terre est très souvent un conducteur de qualité moyenne, à cause de l'humidité qu'elle contient. Il faudrait une dune de sable sec pour être sur un terrain isolant.

3- Un oiseau peut se poser sur un caténaire s'il est assez petit pour ne pas toucher deux fils à la fois. Les passereaux utilisent beaucoup les lignes électriques sans risque. Par contre les cigognes se font souvent électrocutées par les lignes à moyenne tension (11000 à 22000 volts). C'est une question de taille et d'envergure.

4- Comme indiqué auparavant, l'air est un trop bon isolant pour lui définir un potentiel.

5- un isolant prend toujours le potentiel du corps au contact sans passage de courant.

6- les transformateurs d'isolement n'ont pas de référence de potentiel par rapport à la terre. L'énergie est transmise uniquement par le champ magnétique, et la tension de sortie se trouve entre les deux bornes du transformateur. Un appareil alimenté par ce transformateur doit donc être connecté aux deux bornes. Si l'on touche une seule borne, le courant ne peut pas se refermer, c'est le transformateur que se met au potentiel de la personne. Toutes les bonnes salles de bain sont équipées d'un tel transformateur.

[A voir en vidéo sur Futura]

[calculair]

Pour fixer les idées

Un petit oiseau de 6 cm à une capacité de l'ordre de 5 à 7 pF

Un oiseau de 60 cm sa capacité sera de l'ordre de 50 pF

on a I(t ) = CV° w sin( wt )

Sur une ligne de 10 000 V le courant dans les pattes sera de l'ordre de 1,5 mA ( sauf erreur de calcul )

[superkarl]

Merci à tous pour vos réponses, je crois y voir un peu plus clair.