Section transversale vs Diamètre câbles puissance : Ce qui détermine l'ampérage
Deux mesures différentes, une critique pour le courant
Le diamètre est une dimension linéaire (mm ou pouces). La Section Transversale (ST) est l'aire de la face du conducteur (mm², cm², kcmil/MCM). La ST détermine la capacité de courant (ampérage) ; le diamètre détermine l'encombrement physique.
Définitions & Unités
| Propriété | Symbole | Unités typiques | Ce qu'elle indique |
|---|---|---|---|
| Diamètre | d, Ø | mm, pouces | Taille physique ; tient dans gaine ? Bornier ? Rayon courbure ? |
| Section transversale | A, ST, S | mm², cm², kcmil (MCM), AWG (code) | Quantité matériau conducteur → Résistance → Ampérage |
Relation mathématique (Conducteur plein rond)
A = (π / 4) × d² ≈ 0,7854 × d²
d = √(4A / π) ≈ 1,128 × √A
Conducteurs torsadés (Monde réel)
- Câbles puissance sont torsadés (Classe B, C, D, K, M) pour flexibilité.
- Diamètre extérieur (DE) > Diamètre plein même ST (espaces air entre brins ~10–15%).
- ST = Somme aires brins individuels. Tailles standard définies par AWG/kcmil (NEC) ou mm² (CEI).
Pourquoi la ST est le paramètre électrique
- Résistance CC : R = ρ × L / A. ρ (résistivité) fixé matériau (Cu, Al). R ∝ 1/A.
- Résistance CA : Effet de peau + Effet proximité → Rac > Rcc. Toujours fondamentalement gouverné par A (et géométrie brins).
- Ampérage (Imax) : Déterminé par équilibre thermique : I²Rac = Dissipation chaleur. Imax ∝ √A (approximativement).
- Chute tension : Vd = I × R ∝ I / A.
- Tenue court-circuit : I²t ∝ A². Plus grande ST survit courant défaut plus longtemps.
Désignations tailles standard
| Système | Désignation | Base | Exemple |
|---|---|---|---|
| CEI / Métrique | mm² | ST nominale | 1,5, 2,5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500, 630 |
| Amérique du Nord (NEC) | AWG / kcmil | Géométrique (AWG) / ST réelle (kcmil) | 14, 12, 10, 8, 6, 4, 2, 1, 1/0, 2/0, 3/0, 4/0, 250, 350, 500, 750, 1000 kcmil |
| Ancien UK / Impérial | SWG / pouce² | Jauge fil / Aire | 7/.036", 7/.052", 19/.083" (torsade/diamètre) |
Exemple pratique
- 4 mm² Cu (≈ 11 AWG) : d ≈ 2,26 mm (plein). Ampérage ~32A (gaine, 30°C).
- 10 mm² Cu (≈ 8 AWG) : d ≈ 3,57 mm. Ampérage ~57A.
- 500 kcmil Cu : ST = 500 000 cmil = 253 mm². d ≈ 18 mm (torsadé). Ampérage ~380A (75°C).
Spécifiez le câble par ST (mm² ou kcmil). Le diamètre sert pour remplissage gaines (NEC Ch.9) et choix presse-étoupe.