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Les puissantes lignes électriques qui sillonnent nos campagnes ou se déplacent discrètement sous les rues des villes transportent l’électricité à très haute tension des centrales électriques vers nos maisons. Il n’est pas rare qu’une ligne électrique soit de 400 000 à 750 000 volts ! Mais les appareils ménagers et équipements divers, comme l’éclairage, utilisent des tensions des milliers de fois plus petites, allant de quelques volts à 250 volts seulement. Si vous essayez d’alimenter un grille-pain, un téléviseur ou un ruban LED à partir d’un pylône électrique, il exploserait instantanément ! Il faut donc trouver un moyen de réduire l’électricité à haute tension des centrales électriques à l’électricité à basse tension utilisée par les usines, les bureaux et les maisons. L’élément qui permet de passer d’un niveau de tension électrique à un autre s’appelle le transformateur électrique. Regardons de plus près comment tout cela fonctionne.
Votre première question est probablement la suivante : si nos maisons et nos bureaux utilisent des appareils nécessitant une tension de 12 à 250 volts, pourquoi le réseau électrique ne fournit-il pas simplement l’électricité à cette tension ? Pourquoi utiliser des tensions aussi élevées ? Alors que l’électricité circule le long des lignes, les électrons qui transportent son énergie agitent la structure métallique en se heurtant les uns contre les autres et créent de la chaleur sur les fils. C’est l’effet joules et c’est d’ailleurs cette propriété qui est utilisée dans la fabrication des grille-pains et tout autre appareil de chauffage électrique. Si cette chaleur n’est pas contenue, il peut en résulter la fonte des câbles électriques. Il s’avère que plus la tension électrique utilisée est élevée et plus le courant est faible, moins il y a de chaleur produite et d’énergie gaspillée lors du transport électrique. C’est pourquoi l’électricité provenant des centrales électriques est envoyée dans les fils à des tensions extrêmement élevées.
Il y a aussi une autre raison pour laquelle la tension électrique est si élevée en sortant des centrales. Les usines industrielles ont des machines bien plus énergivores que tous les appareils domestiques. L’énergie utilisée par un appareil étant proportionnellement lié à la tension qu’il utilise, au lieu de fonctionner sur une tension de 12-250 volts, les machines industrielles peuvent utiliser 10.000 à 30.000 volts. Les plus petites usines et les ateliers d’usinage peuvent avoir besoin d’une tension d’environ 400 volts. En d’autres termes, les différents utilisateurs d’électricité ont besoin de tensions différentes.
Le transformateur est créé sur la base d’un fait électrique très simple. Lorsqu’un courant électrique traverse un fil, il génère un champ magnétique ou flux magnétique autour de lui. La force du magnétisme étant directement liée à l’intensité du courant électrique, plus l’intensité est grande plus le champ magnétique est fort. Mais il y a un autre fait assez intéressant. Lorsqu’un champ magnétique fluctue autour d’un morceau de fil, il génère un courant électrique dans ce fil. Donc, si nous mettons une deuxième bobine de fil à côté de la première, et que nous envoyons un courant électrique fluctuant dans la première bobine, nous allons créer un courant électrique dans le deuxième fil. Le courant dans la première bobine est généralement appelé courant primaire et le courant dans le deuxième fil est le courant secondaire. Ce que nous avons fait ici, c’est passer un courant électrique dans un espace vide d’une bobine de fil à l’autre. C’est ce qu’on appelle l’induction électromagnétique. Le courant dans la première bobine induit un courant dans la deuxième bobine. C’est ce principe qui est utilisé dans la fabrication du transformateur électrique.
Un transformateur électrique est donc un ensemble constitué de 2 bobines électriques. Le courant en provenance des centrales est injecté dans la bobine primaire puis est induit dans la bobine secondaire. Les bobines d’un transformateur électrique sont faites d’enroulement ou des spires. Dans le cas où la bobine primaire a un nombre de spires supérieur à la seconde, la tension délivrée par le transformateur électrique est inférieure à celle fournie par le réseau électrique. C’est le principe qui est utilisé dans les postes de transformation locale pour passer de la haute tension à la moyenne ou la basse tension (12 à 240 volts).
À l’inverse d’un transformateur électrique abaisseur de tension, nous avons des transformateurs élévateurs qui amplifient une basse tension en une haute tension. Ici, le nombre d’enroulements des bobines primaires est inférieur à celui du secondaire.
Schéma d'un transformateur électrique
Il y a énormément de transformateurs dans des villes et des villages où l’électricité haute tension des lignes électriques est convertie en basse tension. Mais il y a aussi beaucoup de transformateurs électriques dans votre maison. Les gros appareils électriques comme les machines à laver et les lave-vaisselles utilisent des tensions relativement élevées, allant de 110 à 240 volts, mais les appareils électroniques comme les ordinateurs portables et les chargeurs pour les lecteurs MP3 et les téléphones portables utilisent des tensions relativement faibles.
Un ordinateur portable nécessite environ 15 V, un chargeur pour iPod 12 V, et un téléphone portable nécessite généralement moins de 6 V lorsque vous chargez sa batterie. Ainsi, les appareils électroniques de ce type sont équipés de petits transformateurs (souvent montés à l’extrémité du câble d’alimentation) pour convertir les 220 volts de l’alimentation domestique en une tension plus faible qu’ils peuvent utiliser.
L’éclairage LED est de plus en plus populaire en raison du fait que les LED sont économes en énergie et surpassent une lumière incandescente traditionnelle. Le transformateur électrique qui va vous permettre d’adapter le courant et la tension au besoin de votre appareil d’éclairage sans rencontrer des problèmes. Plusieurs types de transformateurs pour luminaire LED existent.
Le transformateur 220V 12V transforme les 220 volts de la prise électrique en 12 V utilisables sans risque pour vos luminaires. Il est parfaitement adapté pour alimenter les rubans LED 12V notamment. Quant au transformateur 220V 24V, la tension fournie par le réseau de distribution sera adaptée aux appareils nécessitant une tension d’alimentation de 24 volts, comme le ruban LED 24V.
L’utilisation d’un transformateur électrique a plusieurs avantages. Il permet de protéger votre installation contre les courts-circuits, les surchauffes et les surcharges. Il adapte la tension au besoin énergétique de votre installation de luminaires LED pour que ceux-ci aient un fonctionnement optimal et une grande durée de vie. Avec un transformateur électrique étanche, votre installation des LED peut être faite en toute quiétude à l’extérieur et dans la salle de bain.
Le réseau électrique repose sur les pylônes et les câbles pour le transport et la distribution, mais aussi sur les transformateurs électriques pour adapter la tension à chaque utilisation. Depuis les centrales, on a une très haute tension (entre 225 000 et 400 000 volts). Celle-ci est dirigée vers les postes de transformation qui l’abaissent grâce à une puissance de transformateur élevée pour passer en moyenne tension. La moyenne tension est ensuite acheminée vers le réseau de distribution. C’est à cette étape que l’énergie est transformée en basse tension une fois de plus par le transformateur électrique.
Un transformateur électrique est une machine indispensable dans le système électrique. Pourtant son rôle ne s’arrête pas au transport et à la distribution du réseau électrique. Il y a des transformateurs qui tiennent dans la main. Tenez, le chargeur de votre portable. Tout comme le transformateur 220V 12V et le transformateur 220V 24V qui vous permettent d’alimenter vos appareils d’éclairage. Cette petite alimentation LED de 20W en 12 volts est idéal pour alimenter un ruban LED de faible puissance. Elle délivre une tension stabilisée de 12V DC quelque soit la puissance demandée de 0 à 20 watts. Le branchement est filaire sur le primaire et le secondaire, il faudra donc utiliser des connecteurs électriques pour la relier à votre réseau domestique.
L'alimentation électrique 12V 20W transforme le courant AC de votre maison en courant continu tout en abaissant la tension à 230V à 12V. Elle dispose également d'une enveloppe en plastique avec une électronique noyée dans la résine pour la protégée des infiltrations d'eau. Protégée elle peut être utilisée en extérieur pour vos petits éclairages d'appoints. Son usage en intérieur est également intéressant pour sa protection envers la poussière (cave, grenier, atelier, etc.) Au niveau refroidissement par convection elle est également moins exigeante que les modèles de transformateurs dans une boite métallique ajouré.
L'alimentation n'est pas dimmable, pour grader un ruban LED ou une ampoule LED 12V gradable, vous devez utiliser un dimmer basse tension 12v pour jouer sur l'intensité de l'éclairage. Il suffit de brancher le variateur 12V sur le secondaire, c'est à dire entre la sortie du transformateur et le luminaire 12V.
Bien choisir son convertisseur 12V/230V est très important pour un confort d’utilisation, mais également pour le bien-être de vos appareils. Le convertisseur, c’est ce qui vous permettra de transformer la tension 12V de la batterie en 230V pour alimenter un bloc de prises que vous pourrez utiliser comme à la maison. Vous pourrez ainsi brancher ordinateur portable, blinder, mixeur… Et tout ce qui va avec !
Le courant 12V ne convient pas pour tous les appareils que vous voudrez potentiellement utiliser. Certains appareils existent en version 12V. On peut même retrouver des bouilloires 12v spécialement adaptées ! Mais ce n’est malheureusement pas le cas de tous les appareils. Le 12V est un courant continu et le 230V est un courant alternatif. Le convertisseur va donc avoir pour rôle de convertir le courant continu en courant alternatif (on appelle aussi ça un convertisseur DC-AC). Et pour avoir un courant alternatif aussi bon qu’à la maison (celui fourni par EDF), et qui n’abîme donc pas votre cher MacBook à 1 500 euros, il faut absolument acheter un convertisseur avec la mention PUR SINUS !
Dans cet article, on parle des convertisseurs 12V 230V (ou 220V). Mais il est possible que votre tension d’entrée soit du 48V ou du 24V, par exemple ! Il est très fortement conseillé de prendre des convertisseurs 12V 230V “pur sinus”, surtout si vous avez des appareils sensibles ou électroniques. La mention “pur sinus” est importante, car vous pouvez avoir des copies. La courbe fournie par du quasi-sinus (=pseudo-sinus) peut tout à fait convenir pour des appareils non sensibles, comme les éclairages, les appareils de bricolage électroniques, les vélos électriques, etc.
La puissance nominale d’un convertisseur s’exprime en Watts. Plus la puissance nominale est élevée, plus vous pourrez brancher des appareils puissants. Pour définir celle dont vous aurez besoin, c’est assez simple. Il suffit d’additionner la puissance en Watt des appareils que vous voudrez alimenter en 230V, et prendre le total pour déterminer la puissance nécessaire du convertisseur. On n’est jamais à l’abri d’une erreur en branchant un appareil trop puissant pour le convertisseur. Pensez donc à mettre un fusible en amont du convertisseur pour le protéger. Certaines marques proposent un fusible intégré.
La puissance nominale : puissance que le convertisseur peut délivrer en continu sur une longue durée. La puissance cumulée des appareils électroniques susceptibles de fonctionner en même temps ne doit pas dépasser la valeur nominale de votre convertisseur. La puissance crête : c’est la puissance maximale que peut générer le convertisseur pendant quelques secondes (généralement 5 secondes). À noter : certains fabricants mettent en avant cette puissance, qu’il peut être facile de confondre avec la puissance nominale ! Cette puissance crête sert à répondre à des courants électriques élevés de démarrage que nécessitent certains appareils. Elle devra donc être plus élevée que la puissance de démarrage de l’appareil le plus gourmand. Cependant, pour certains appareils, il y a une puissance de démarrage supérieure, comme pour les réfrigérateurs par exemple.
| Appareil | Puissance de démarrage (VA) | Puissance de démarrage (W) |
|---|---|---|
| Glacière | 500 | 400 |
| Réfrigérateur table top | 800 | 640 |
| Réfrigérateur 300L | 1200 | 960 |
Pour les convertisseurs DC/DC de 12V vers le 24V ou l’inverse, vous réalisez le même listage pour vos appareils en 12V ou 24V. Brancher un convertisseur lambda est vraiment simple. Il suffit de brancher le pôle positif sur celui de la batterie grâce à une cosse et le pôle neutre sur la batterie de la même manière. Une fois branché, il suffira de venir brancher sur la prise soit une rallonge, soit un bloc de prise que vous aurez auparavant relié à une prise 230V.
Pour brancher un convertisseur/chargeur, comme le multiplus, ce sera un peu différent. En fait, c’est un équipement qui va permettre, en plus de convertir, de pouvoir charger la batterie, mais également de pouvoir utiliser le bloc de prise qui y est relié sans limites de puissance lorsqu’on est branchés. La prise IN sera donc reliée à la prise P17 pour recevoir son courant et la prise OUT vers les prises secteurs.
Il existe plusieurs marques de convertisseurs, évidemment. Beaucoup même. Le multiplus, de Victron Energy. C’est celui que nous utilisons aujourd’hui, et nous en sommes ravis. Il charge à merveille nos ordinateurs et nos téléphones, comme à la maison. Un convertisseur quasi-sinus de sous marque (je ne saurais même plus dire laquelle). On ne refera pas ! Nos ordinateurs chargeaient, mais il fallait éviter de les toucher (on a des MacBook) : on se prenait une minidécharge si on avait le malheur de toucher le métal. Ensuite, il était impossible de toucher nos téléphones pendant qu’ils chargeaient : on cliquait en haut à droite de l’écran, c’est le bouton en bas à gauche qui répondait ! Si vous voulez du bon matériel, fiable et qui a derrière des obligations légales quant au respect de ce qu’ils notent sur leurs étiquettes, tournez-vous vers les marques telles que Victron Energy ou Uniteck.
En France, selon l'arrêté du 29 mai 1986, la tension du réseau de distribution basse tension a été fixée à 230 V. Progressivement, cette tension est passée de 220 à 230 V au fil des années suivantes. La batterie présente dans votre véhicule ou embarcation délivre une tension de 12 V. Or, même s’il existe de nombreux équipements compatibles avec cette alimentation (il existe désormais des bouilloires se branchant sur l’allume-cigare par exemple), il est tout de même nécessaire d’avoir une tension de 230 V dans votre véhicule aménagé. Vous pourrez ainsi utiliser un bon nombre d’appareils consommateurs : charger un ordinateur portable, voire deux, brancher un sèche-cheveux… Qui ne s'alimentent qu’en 230 V, comme à la maison !
Bien qu’il existe de nombreux modèles de convertisseurs sur le marché, il ne suffit pas d’en prendre un au hasard. Le meilleur convertisseur dépendra surtout de vos besoins ! Nous vous donnons des critères de choix pour vous aider à vous y retrouver. Les convertisseurs au signal Quasi Sinus sont plus économiques. Leur courbe de tension n’étant pas régulière, ils peuvent être adaptés à l’utilisation d’un sèche-cheveux basique par exemple, mais leur utilisation est plus risquée pour un ordinateur. C’est pour cela que nous recommandons l’utilisation d’un convertisseur Pure Sinus, à la courbe de tension régulière qui permet d’obtenir un courant d’une qualité proche de celui auquel vous avez accès chez vous.
Si vous vous demandez quelle puissance doit avoir votre futur convertisseur de tension, il vous suffit de dresser la liste de tous les appareils que vous souhaitez brancher dessus. La puissance du chargeur est notifiée : elle est ici de 3.34A. Pour finir, il vous faut également prendre en compte la puissance de crête. La puissance de crête concerne les appareils qui ont besoin de plus de puissance au démarrage. Nous parlons ici de tous les appareils qui comportent un moteur (frigo, électroportatif, climatisation, etc.). Ainsi, si vous branchez un appareil qui a une forte puissance de crête, évitez de le brancher en même temps que tous vos autres équipements électriques.
Convertisseur Victron Energy Multiplus
Ce critère pour le choix de votre transformateur est le plus logique. De nombreux modèles existent sur le marché, avec différentes options disponibles : un mode veille avec télécommande déportée (utile si votre convertisseur de tension se trouve dans un coffre fermé par exemple). Pour une grande puissance : le convertisseur ENERGIE MOBILE Pur Sinus. Notre coup de cœur : Le VICTRON Phoenix VE. Direct 12/375.
Avant tout, vous devez veiller à installer votre transformateur sur une surface plane, en laissant un espace tout autour pour laisser l’appareil ventiler. Il est impératif de choisir avec soin la section de câbles qui vous servira à raccorder votre convertisseur de tension à votre batterie 12 V. La section de vos câbles est aussi importante. Il faut l’adapter à la longueur du courant, sinon cela risque d’entraîner une surchauffe allant jusqu’à un potentiel incendie car le courant aura du mal à passer. Lorsqu’on installe un convertisseur de tension, il est obligatoire d’installer un fusible entre votre batterie et votre convertisseur.
Un convertisseur 12 V 220 V est conçu pour convertir une tension continue de 12 volts en une tension alternative de 220 volts. Il est essentiel de vérifier la puissance de sortie du convertisseur (exprimée en watts) pour vous assurer qu'elle est suffisante pour alimenter vos appareils en toute sécurité.
Un matériel dit « résistif » a la même consommation électrique depuis son allumage jusqu’à son arrêt. En somme, il faut retenir simplement que le matériel inductif concerne tous les appareils à moteur (matériel de bricolage), les pompes, les climatiseurs, les compresseurs, les réfrigérateurs etc. Pour vous donner un exemple simple : lorsque vous ouvrez la porte de votre réfrigérateur puis que vous la refermez, vous entendrez peu après un son sourd et étouffé. C’est le signe que le groupe froid « arme » (donc consomme deux à trois fois plus) pour se mettre en route et refroidir le réfrigérateur jusqu’à la température indiquée par le thermostat.
Préférez connecter le convertisseur 12v 220v à une (ou des) batterie(s) à décharge lente (AGM ou gel) plutôt qu’à des batteries à décharge rapide (type batteries de voiture). Attention à ne pas trop sous dimensionner ou sur dimensionner votre convertisseur pour l’utilisation que vous souhaitez en faire. Car si vous sous dimensionnez votre convertisseur 12v 220v vous allez l’endommager. De même, si vous sur dimensionnez votre convertisseur 12v 220v, ses condensateurs ne se déchargeront jamais. Comme d’habitude : méfiez-vous des appareils anormalement peu chers. Ainsi, pour moins de 15 euros vous pouvez équiper votre installation d’un porte-fusible (sur le câble + qui va du convertisseur à votre batterie) et d’un disjoncteur en courbe C en sortie.
Vous êtes dans un site isolé, la nuit tombe et vous allez vous coucher en mettant votre chauffage. Vous avez un convertisseur 12v 220v que vous avez mis en mode veille. Le radiateur étant maintenant trop puissant pour le convertisseur 12v 220v ce dernier va émettre une alarme puis se mettre en sécurité et s’arrêter mais … comme il est en mode veille, le convertisseur 12v 220v va détecter une demande donc il va redémarrer puis… se remettre en sécurité etc. En somme la sécurité a bien fonctionné mais comme vous n’étiez pas dans la même pièce vous n’avez pas entendu l’alarme et donc pas arrêté le dispositif à temps. Alors que si vous aviez installé un disjoncteur en sortie du convertisseur 12v 220v, le dispositif se serait arrêté instantanément.
Vous voilà bien informé sur les convertisseurs de tension, à vous les voyages au confort égal à celui de votre maison.
tags: #alimentation #12v #maison #fonctionnement
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