Outre la tension et la puissance électrique, le paramètre le plus important en électrotechnique est le courant. Cependant, lorsque l’on essaie de mesurer le courant, des problèmes surviennent car les mesures directes nécessitent que l’on insère un appareil de mesure dans le circuit. Cela peut non seulement fausser le résultat de la mesure et entraîner des risques pour la sécurité, mais n’est souvent pas possible en premier lieu. Par exemple, si vous voulez savoir combien de courant circule dans le câble d’alimentation menant à votre réfrigérateur, vous ne pouvez pas simplement couper le câble en deux pour insérer un appareil de mesure entre les deux. Cela endommagerait bien sûr le câble d’alimentation et entraînerait la péremption des aliments dans votre réfrigérateur.
Pour répondre à ces circonstances, il existe des pinces dites ampèremétriques. Ils peuvent mesurer le courant sans contact et sans couper le circuit. Les paragraphes suivants expliquent quels types de pinces ampèremétriques sont disponibles et comment elles fonctionnent :
Pince ampèremétrique AC
On distingue souvent deux types de pinces ampèremétriques, les pinces ampèremétriques AC et DC. Les pinces ampèremétriques AC, comme leur nom l’indique, ne peuvent être utilisées que pour mesurer le courant alternatif. Cela est dû à leur principe de fonctionnement, qui est le même que celui d’un transducteur de courant. À proprement parler, les pinces ampèremétriques AC sont en fait de véritables transformateurs de courant, l’enroulement primaire n’étant constitué que d’une seule spire: le câble d’alimentation à mesurer.
La figure suivante montre la structure d’une pince ampèremétrique AC :
Principe de fonctionnement pour mesurer le courant alternatif
Le fonctionnement est le suivant :
1 – Le courant dans le câble d’alimentation génère un champ magnétique autour du câble. C’est la loi d’Ampère et une loi fondamentale de la nature.
2 – Ensuite, on enferme le câble d’alimentation avec la pince ampèremétrique circulaire. Comme le noyau de la pince ampèremétrique est constitué d’un matériau à bonne conductivité magnétique, le champ magnétique « circule » à travers ce noyau.
3 – Le champ magnétique “alternatif” (dû au courant alternatif) génère maintenant un courant supplémentaire dans la bobine secondaire (qui s’enroule également autour du noyau). Cela se produit selon la loi d’induction . Le courant induit est généralement beaucoup plus faible que le courant dans le câble à mesurer.
4 – On peut enfin mesurer le courant dans le circuit secondaire comme d’habitude. Dans la plupart des cas, l’alimentation électrique de l’appareil de mesure lui-même est ce courant secondaire, vous n’avez donc pas besoin d’autres piles ou accumulateurs pour le fonctionnement.
Cependant, il est important de se rappeler que : La pince ampèremétrique mesure le courant électrique indirectement en détectant le champ magnétique changeant du câble conducteur. Vous pouvez en savoir plus sur le fonctionnement d’une pince ampèremétrique AC dans notre article de blog sur les transducteurs de courant .
Pince ampèremétrique AC
Contrairement aux pinces ampèremétriques AC, les pinces ampèremétriques DC permettent le plus souvent de mesurer tous les types de courant. Un conducteur dans lequel circule un courant continu ne produit qu’un champ magnétique statique et constant. Cela ne peut pas être mesuré par des pinces ampèremétriques CA car elles nécessitent un champ magnétique « alternatif ». Afin de réaliser une pince de courant continu, des capteurs sont nécessaires qui peuvent également mesurer les champs magnétiques statiques. Les capteurs à effet Hall en font partie.
Vous pouvez voir la structure d’une telle pince ampèremétrique DC avec un capteur Hall ici :
Principe de fonctionnement pour mesurer le courant continu
Comme vous pouvez le voir, le capteur Hall est placé dans un espace du noyau magnétiquement conducteur. En conséquence, le champ magnétique circule directement à travers le capteur Hall.
Problèmes et inconvénients
Comme déjà mentionné, les pinces ampèremétriques sont utilisées pour la mesure indirecte, sans contact et sûre du courant. Cependant, comme pour presque tout dans la vie, les pinces ampèremétriques ont aussi leurs inconvénients. Par exemple, alors que les pinces ampèremétriques sont très utiles pour mesurer un seul câble, elles fournissent des résultats incorrects lors de la mesure de plusieurs câbles en même temps. Par exemple, si deux câbles d’alimentation avec des sens de courant opposés sont entrelacés, le résultat de la mesure sera 0 A. Mais pourquoi ?
La réponse est la suivante : les deux conducteurs génèrent un champ magnétique, mais des courants opposés génèrent également des champs magnétiques opposés. Ainsi, les champs magnétiques des deux courants s’annulent et la pince ampèremétrique (qui enferme les deux câbles d’alimentation) détermine un courant de 0 A.
Bien sûr, il existe également des pinces ampèremétriques spéciales qui peuvent mesurer plusieurs câbles conducteurs simultanément. Cependant, ceux-ci sont généralement très chers et aussi assez imprécis.
Les pinces ampèremétriques sont également disponibles dans une grande variété de plages de mesure. Il n’y a pratiquement pas de limite supérieure. En règle générale, ils ont une plage de mesure allant jusqu’à 600 A, mais des valeurs dans la plage à quatre chiffres sont également possibles. La seule limite est vers le bas car le champ magnétique devient alors très faible.
Pinces ampèremétriques AC DC
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Pince ampèremétrique AC DC
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