Section des câbles électriques : aucun problème théorique avec des très gros câbles ?

[kalgon57]

Salut tout le monde, je viens de temps en temps lire des discussions ici quand je me pose des questions, mais là j'en ai une dont je ne trouve pas la réponse.

Je connais quelqu'un qui a fait un montage avec des batteries reliées en série au moyen de larges bandes de métal. Je me suis dit "Mais pourquoi ne pas relier les batteries avec des fils ? Utiliser des plaques de métal doit provoquer des pertes !"
Nous avons donc eu un débat, et il me dit qu'il n'y a pas de pertes. Plus la section du câble est grande, et mieux c'est car cela diminue la résistance. Il n'y aurait aucun inconvénient à utiliser des sections larges sur le plan électrique (seulement coût du câble et poids du câble mais ce n'est pas le sujet ici). Dans notre débat il a fait des analogies avec des circuits d'eau, de foule, etc, mais je me méfie de ce genre d'argument. Mes arguments n'étaient guère meilleurs, je me disais que plus le câble était gros et plus cela devrait "fatiguer" la batterie pour "inonder" entièrement le câble avec de l'électricité.

Bref, quel est le fin mot de l'histoire ? Peut-on vraiment augmenter indéfiniment la section du câble sans conséquence sur le circuit électrique ?

Pour aller plus loin, voici une expérience de pensée sur laquelle j'aimerais avoir votre avis :
Si on remplace un câble de 1m de long par 2 câbles identiques de 1m de long, la résistance équivalente sera divisée par 2, ce qui va dans le sens "un plus gros câble c'est mieux", sans réel inconvénient électrique.
Mais si maintenant on remplace un câble de 1m de long par 2 câbles identiques de 2m de long, la résistance équivalente sera inchangée.
Et si on pousse encore plus loin, si je remplace un câble de 1m de long par 1 million de câbles identiques de 1km de long, la résistance équivalente sera encore la même.
La batterie est-elle capable de pousser du courant sur une si grande distance dans autant de métal ? Intuitivement ça me paraît fou et je me dis qu'il doit y avoir un problème quelque part.

Question bonus : Si j'ai une batterie et une ampoule séparées de 1 année-lumière de fil électrique, est-ce possible que la batterie fonctionne pendant 1 semaine puis s'épuise, et que 1 an après, l'ampoule s'allume pendant 1 semaine ? En vertu du principe que rien ne va plus vite que la lumière sauf Chuck Norris ?
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[kalgon57]

*erratum : à la place de 1km c'est 1000km (1 million de mètres)

[gts2]

Bonjour,

Plus le câble est gros, moins il y a de chute de tension entre la source et le récepteur, et moins les câbles chauffent (en fait c'est la même chose présentée de deux manières différentes).

"plus le câble était gros et plus cela devrait "fatiguer" la batterie pour "inonder" entièrement le câble avec de l'électricité."
Le courant est imposé par la charge, il circule le même courant dans un gros ou un petit câble.

"La batterie est-elle capable de pousser du courant sur une si grande distance dans autant de métal ?"
La baterie ne va pousser que I/N dans chaque câbles.

Votre dispositif est quand même bizarre : remplacer un câble de 1 m par N câbles de N m, il faut ajouter N enrouleurs pour stocker les fils ?

[kalgon57]

Il n'y a donc aucun obstacle théorique, peu importe l'épaisseur du câble, le courant va passer et sans aucune contrepartie ? Cela est contre-intuitif pour moi. J'estime qu'il doit y avoir un coût à cet ajout de matière dans le circuit, ça ne peut pas n'avoir aucune conséquence ... mais je me trompe peut-être.

Et à la fin de mon message c'est une expérience de pensée, je n'ai pas l'intention de faire ce montage, je pousse juste le principe au maximum pour essayer d'en voir les limites.

[A voir en vidéo sur Futura]

[XK150]

Plus le câble est petit , plus le courant a de mal à circuler .
Plus le câble est gros , plus c'est facile au courant de circuler . ce qui est difficile et coûteux , c'est d'avoir un gros câble .
Donc , je ne vois pas du tout ou serait la contradiction .
Idem pour la circulation des fluides , des gaz , des foules , des autos , etc ...

[albanxiii]

N'oublions pas de préciser qu'à partir d'un certain diamètre cela ne sert à rien d'aller plus loin, en raison de l'effet de peau https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_de_peau
9.4 mm à 50 Hz dans le cuivre.

[Black Jack 2]

Bonjour,

En courant continu constant (possible car l'énoncé parle de batteries) ... la résistance des connexions depend de la section, de la longueur et du matériau de ces connexions.

Cette résitance dépend aussi de la température des connexions (et avec les matériaux de connexions habituellement utilisés, la résistance augmente avec la température).

Si on utilise de gros câbles ronds, l'intérieur est mal refroidi. Pour contrer cela, on peut utiliser des connexions en méplat qui se refroidissent mieux.

Si on a du courant alternatif, l'effet de peau fait que la section de gros câbles ronds est mal utilisée (le courant passant par la périphérie du câble). Dans ces cas aussi, l'utilisation de méplat est bénéfique.

Pour une même section, en alternatif, un gros câble rond s'échauffera plus qu'un méplat (par 2 phénomènes, l'effet de peau et le refroidissement propre).

Pour utiliser des méplats, il faut évidemment que l'application le permette d'un point de vue mécanique.

Bien entendu, toutes les chutes de tension dans les câbles de connexions sont des pertes.

[Sethy]

Je pense que je comprends la préoccupation de kalgon57.

Si je vois bien son souci, c'est qu'au lieu de prendre le courant électrique comme un fluide incompressible (principe de Pascal), il le voit comme un gaz.

Imaginons deux expériences suivantes à propos des gaz :
- dans la première, tube est choisi de manière à pouvoir être emboité parfaitement sur sèche cheveux.
- dans la seconde, le même sèche cheveux est placé dans une plaque d'1m de rayon qui ferme un tube de cette section. A l'autre extrémité du tube un autre plaque (qui fait aussi 2m de diamètre) est percée d'un trou ayant pour diamètre le sèche cheveux.

Il va se produire une perte de charge dans le second cas (aussi dans le premier bien sûr) et à la limite, aucun mouvement d'air ne sera détecté à la sortie du gros tube.

Et je crois que c'est ça, l'image mentale que l'OP se fait.

Je pourrais presque suggéré un effet de capacité.