SENSEUR-COURANT-Calcul
Introduction
Je sais, les maths c'est barbant. Pourtant, dans le domaine qui nous intéresse, il est difficile de se passer de ces notes.
Comprendre ce que l'on fait évite aussi de détruire son matériel par mégarde ;-)
Caractéristiques du senseur
Pour rappel, nous utilisons le senseur de courant non invasif 30A avec une résistance de charge de 62 Ohms et un rapport Primaire/Secondaire = 1/1800.
Cafetière 800W
Le but de cet point est de vérifier la correspondance entre puissance d'un appareil résistif et tension relevée sur la résistance de charge du senseur de courant non invasif 30A... une façon de s'assurer que l'on ne s'est pas entièrement planté dans le procédé de calcul ;-)
En partant de la puissance "connue" de l'appareil, nous allons en déduire le courant, puis le courant au secondaire puis la tension sur le secondaire. Pour terminer, nous allons confronter cette tension calculée avec un relevé à l'oscilloscope.
J'ai une cafetière de 800w dont je me propose de mesurer la puissance à l'aide du senseur de courant non invasif 30A.
P = U * I * Cos(Phi)
Comme c'est un matériel purement résistif, on peut oublier le Cos(Phi). Dans ce cas particulier, P = U * I.
800 = 230 * I I = 3.4782 A /!\ c'est une valeur efficace Imax = I * Sqrt( 2 ) Imax = 4.919 A
Nous allons maintenant calculer le ISecondaire sur le senseur de courant.
Imax_secondaire = Imax / rapport_secondaire_primaire Imax_secondaire = 4.918 / 1800 Imax_secondaire = 2.73277E-3 Imax_secondaire = 2.73mA
Maintenant que nous avons le courant max dans le circuit secondaire, nous allons pouvoir calculer la tension maximale sur la résistance de charge R burden.
Umax_burden = R_burden * Imax_secondaire Umax_burden = 62 Ohms * 2.73277E-3 Umax_burden = 0.1694 v
Si vous avez suivit le restant du tutoriel, ce le maximum de tension de crête à crête qui nous intéresse... ce total ne peut en aucun cas dépasser 5 Volts pour (sinon Pfouiiii l'entrée analogique et probablement "bye-Bye Arduino").
delta_Umax_burden = 2 x 0.1694 = 0.3388 Volts (soit 338.8 mv).
Cool, peut-être branché l'entrée analogique sans problème (avec le montage pont-diviseur).
Le mesure
J'ai fait un relevé avec oscilloscope, la tension de crête à crête est de 324mV... c'est tout bon la théorie et la pratique ce rejoignent à 14mv près.
Friteuse + bouloir = 4400W
Je vais utiliser une friteuse + Chauffe eau pour un total supposé de 4400 W.
Cette fois, nous allons relever la tension sur le secondaire du senseur de senseur de courant non invasif 30A et nous allons voir si nous pouvons en déduire la puissance consommée (de façon fiable).
La mesure
Un relevé à l'oscilloscope (relevé que nous pourrions faire avec un Arduino), nous apprenons que delta_Umax_burden = 1888mv (soit 1.888 Volts).
Par conséquent Umax_burden = 0.944 Volts
Le calcul
Maintenant que nous avons la tension sur la résistance de charge, nous allons pouvoir en déduire le courant dans le senseur
Isecondaire_max = Umax_burden / R_burden Isecondaire_max = 0.944 / 62 Isecondaire_max = 1.52E-2 Isecondaire_max = 15.2 mA
Maintenant que nous connaissons le courant dans le senseur, appliquons une règle de trois avec le rapport de transformation pour retrouver le courant dans le circuit primaire.
Iprimaire_max = Isecondaire_max * rapport_secondaire_sur_primaire Iprimaire_max = 1.5225806E-2 * 1800 Iprimaire_max = 27.40 A
Attention, il s'agit du courant de crête et non pas une valeur efficace (la valeur efficace est celle retournée par un ampèremètre).
Iefficace_Max = Iprimaire_max / sqrt(2) Iefficace_Max = 27.40A / sqrt(2) Iefficace_Max = 19.379A
Nous pouvons maintenant calculer la puissance consommée à partir du courant.
P = U * I * cos(Phi)
Mais comme nous travaillons avec des éléments résistifs, notre Cos(Phi) = 1... par conséquent, nous pouvons réduire la formule à
P = U * I P = 230 * 19.379 P = 4457 Watt
Cool, nous sommes pile dans le créneau de puissance annoncé par les deux appareils.
Bouloir ~2000W
Encore un dernier petit exercice. Cette fois, nous nous penchons sur une bouloir électrique dont la puissance est annoncée évasivement entre 2000-2400W.
Encore une fois, nous allons relever la tension sur le secondaire du senseur de senseur de courant non invasif 30A et nous allons voir si nous pouvons en déduire la puissance consommée.
La mesure
Un relevé à l'oscilloscope (relevé que nous pourrions faire avec un Arduino), nous apprenons que delta_Umax_burden = 888mv (soit 0.888 Volts).
Par conséquent Umax_burden = 0.444 Volts
Le calcul
Maintenant que nous avons la tension sur la résistance de charge, nous allons pouvoir en déduire le courant dans le senseur
Isecondaire_max = Umax_burden / R_burden Isecondaire_max = 0.444 / 62 Isecondaire_max = 7.16129E-3 Isecondaire_max = 7.16129 mA
Maintenant que nous connaissons le courant dans le senseur, appliquons une règle de trois avec le rapport de transformation pour retrouver le courant dans le circuit primaire.
Iprimaire_max = Isecondaire_max * rapport_secondaire_sur_primaire Iprimaire_max = 7.16129E-3 * 1800 Iprimaire_max = 12.8903 A
Attention, il s'agit du courant de crête et non pas une valeur efficace (la valeur efficace est celle retournée par un ampèremètre).
Iefficace_Max = Iprimaire_max / sqrt(2) Iefficace_Max = 12.8903A / sqrt(2) Iefficace_Max = 9.1148A
Nous pouvons maintenant calculer la puissance consommée à partir du courant.
P = U * I * cos(Phi)
Mais comme nous travaillons avec des éléments résistifs, notre Cos(Phi) = 1... par conséquent, nous pouvons réduire la formule à
P = U * I P = 230 * 9.1148 P = 2096.4 Watt
Voilà.
Avec le montage du tutoriel et les informations dans ces notes de calcul, vous devriez avoir assez d'information pour commencer vos explorations de façon sereines.
Tutoriel réalisé par Meurisse D. pour MCHobby.be. Utilise également des informations provenant de openenergymonitor.org
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