SENSEUR-COURANT-HowTo

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Comment cela fonctionne

Voici quelques notes expliquant le principe de fonctionnement d'un senseur de courant.

Le courant et le champ magnétique

Lorsque vous mettez un appareil en marche (une lessiveuse), ce dernier consomme du courant... courant qui passe dans le câble d'alimentation.

Un courant qui passe dans un câble produit un champs magnétique (tout autour du câble).

SENSEUR-COURANT-Electromagnetism.png
Source: Article champ magnétique sur Wikipedia

Comme le courant qui passe dans le câble est un courant alternatif (qui change de sens 50 fois par secondes), le champs magnétique produit autour du câble est donc alternatif (lui aussi, donc il change tout le temps).

Le champ magnétique et la bobine

Maintenant, cet autre phénomène physique très intéressant:

Si l'on déplace un barreau magnétique dans une bobine.... que se passe t'il?

Ce mouvement crée une variation de champ magnétique dans la bobine et la variation du champ magnétique crée un courant.

SENSEUR-COURANT-Creation-courant.jpg
Source: bibnum.education.fr

Souvenez-vous: Plus haut, nous avions justement indiqué que le champs magnétique autour d'un câble est justement alternatif (le câble dans lequel passe le courant consommé par notre lessiveuse) . Et donc, le champs magnétique varie sans sans arrêt... il peut donc être utilisé pour exciter une bobine.

Le senseur de courant

Le senseur de courant c'est une bobine (avec un noyau ferromagnétique pour guider le champs magnétique) dans lequel ont fait passer le champs magnétique produit par un fil d'alimentation (le câble d'alimentation de notre lessiveuse).

SENSEUR-COURANT-Montage.jpg

Note: Comme vous pouvez le constater, un seul des deux fils d'alimentations passe dans le senseur. C'est parce que le courant qui passe dans un fil revient par l'autre dans l'autre sens. Si l'on mettait les deux fils dans le senseur, les deux champs magnétiques ainsi produit s'opposeraient... et s'annuleraient.

SENSEUR-COURANT-Courant-Induit.png

Vous noterez qu'il y a plusieurs spires dans la "bobine" rouge. Dans la cas de notre senseur de courant, cette bobine fait 1800 spires.

Pour ce qui concerne le câble d'alimentation qui passe dans l'anneau ferromagnétique, on considère qu'il ne fait d'une spire... ce qui produit un rapport de transformation de 1800:1.

Cela ressemble étrangement à un transformateur et c'est effectivement le cas. Ceux-ci sont cependant un peu différent dans leur bobinage.

Comment mesurer ce courant?

Mesurer un courant est plus difficile que mesurer une tension. Nous allons donc utiliser un tour de passe-passe pour transformer le courant en tension!

Et pour transformer le courant en tension tension, il suffit de placer une résistance à la sortie de la bobine. Cette résistance est souvent dite "burden" (de charge car elle consomme le courant produit par la bobine).

En vertu de la relation U = R * I (tension = résistance x courant); quand le courant induit circule dans la résistance "burden", cela produit une différence de tension aux bornes de la résistance.

Le senseur de courant présenté ici, inclus une résistance de 62 Ohms

SENSEUR-COURANT-Tension-Induit.jpg

SENSEUR-COURANT-Tension-Induit-02.png

Il reste maintenant à mesurer la tension aux bornes de la résistance.

Relation entre le courant et la tension Burden

Passons pour le moment les détails de calcul et penchons nous sur le principe général.

Plus le courant consommé par la charge (notre lessiveuse) est important...

  1. Et plus le champ magnétique autour du câble sera important
  2. Et plus le champ magnétique dans l'anneau ferromagnétique sera important
  3. Et plus le courant induit dans la bobine (de 1800 spires) sera important.
  4. Un courant induit plus important dans la bobine, signifie aussi que ce même courant sera plus important dans la résistance de charge ("burden").
  5. Plus le courant est important dans la résistance "burden" et plus la tension sera importante.

Pour résumé:

  • Un courant plus important --> une tension plus importante (sur la résistance "Burden").
  • Un courant moins important --> une tension moins importante (sur la résistance "Burden").

De surcroit, la relation entre le courant consommé et la tension "burden" est proportionnel.

Comment évaluer la puissance?

Quand il est possible de mesurer la tension "burden", il est alors possible de calculer le courant consommé par la charge (en Ampère) sur le circuit primaire.

Une fois ce courant connu, la puissance est calculée à l'aide de la formule P = Sqrt(2) * U * I.

Mais nous reviendrons sur ces détails plus tard...


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