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L'alimentation électrique des trains miniatures est un sujet qui peut sembler intimidant au premier abord, mais qui repose sur des principes physiques simples. Comprendre la relation entre l'intensité, la tension et la puissance est essentiel pour alimenter correctement nos locomotives et éviter d'endommager les moteurs.
La loi d'Ohm est fondamentale pour comprendre l'électricité.
La base de toute compréhension de l'alimentation électrique est la loi d'Ohm, qui stipule que la tension (U) est égale au produit de la résistance (R) et de l'intensité (I) : U = R x I. Cette loi est cruciale car elle relie directement la tension et l'intensité. Si on applique brutalement une tension élevée aux bornes d'un appareil dont la résistance est constante, alors l’intensité augmentera également, avec risque d'effet Joule et donc d'échauffement néfaste des circuits de l'appareil.
L'effet Joule est le phénomène par lequel le passage d'un courant électrique dans un conducteur provoque un dégagement de chaleur. Plus l’intensité du courant électrique qui traverse un appareil est élevée, plus celui-ci dégagera de chaleur, du fait de sa résistance.
Schéma illustrant l'effet Joule.
Il faut garder en tête que les circuits de nos "petits trains" ont été conçus pour être alimentés par des transformateurs qui délivrent 20V (alternatifs ou continu), sous une puissance que l'on sait ne guère dépasser 100W. La puissance (exprimée en Watts) est le produit de la tension (en Volts) et de l'intensité (en Ampères). Monsieur WATT a défini cette "puissance" comme le produit de la tension et de l’intensité. Un transformateur de 100W délivre, au plus, une intensité de 5 ampères sous un voltage de 20V (sachant que, souvent, cette puissance correspond à la totalité du courant "sortant" du transformateur, prise accessoire comprise.
Par exemple, la puissance du plus gros transformateur JEP était de 60 W à la voie, soit 3 A en intensité. De ce fait, il n'y a donc pas grand risque, dans le principe, à "afficher" une intensité de 3A (et même 5) sur l'écran d'une alimentation de laboratoire, pour autant qu'on "n'envoie pas" brutalement une tension de 30 V à nos petits moteurs, AP 5, Bass-volt S59, etc... à un moment où ils sont déjà au plus gros de leur effort. En gardant à l'esprit qu'il y a de grandes chances que le "disjoncteur" dont sont équipés ces types de transformateur, ne se mettent alors à "réagir".
En d'autres termes, si on n'exagère pas sur la tension, l'intensité restera à proportion et il n'y aura donc aucun risque d'échauffement. D'ailleurs, il faut se dire aussi que les moteurs à courant continu, comme l'AP5 ne sont pas très "gourmands" en intensité et qu'en conséquence, en fonctionnement normal, ils "n'appelleront" qu'une intensité largement inférieure à 1A, comme, en principe, on peut le voir sur l'afficheur du transfo. Quant aux moteurs universels, ce sera davantage, pour les raisons que j'ai indiquées dans un autre message, mais guère au delà de 1,5-2A.
Il faut toujours penser que l'intensité est la conséquence de la tension appliquée et non l'inverse.
Un transformateur typique pour trains miniatures.
La question de savoir si l'on peut envoyer plus de 20 volts redressés sur les moteurs prévus pour le 20 volts alternatif est pertinente. Le courant redressé est un courant alternatif dont on a supprimé une alternance et que, de toutes façons, la loi d'Ohm est indépendante de la nature du courant. A mon avis, par conséquent, redressé ou alternatif, l'important est de toujours garder à l'esprit le fait que "le problème, c'est l'intensité".
Bien sûr, on peut toujours chercher à augmenter la puissance en augmentant la tension au delà de celle prévue à l'origine par le constructeur des moteurs, d'autant que comme tous les moteurs électriques ceux-ci sont souvent prévus pour admettre à une légère "surtension" au départ ou à l'arrêt. Mais, d'ailleurs, pourquoi faire, sachant que sous 20V et 3 A on dispose déjà, selon monsieur JEP d'une puissance suffisante pour faire circuler ensemble une CC et une 141P de la marque, soit 4 moteurs?
En résumé, la prudence est de mise. L'intensité est le facteur clé à surveiller pour éviter la surchauffe et les dommages aux moteurs. Il est crucial de comprendre les spécifications des transformateurs et des moteurs, et de ne pas dépasser les limites recommandées.
| Paramètre | Valeur |
|---|---|
| Puissance à la voie | 60 W |
| Tension | 20 V |
| Intensité | 3 A |
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