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Catalogue de vidéos disponibles : https://docs.google.com/spreadsheets/d/1YyOoi0plYR197o06WGSnkBBsEnFOnrWhrU4VphcoaZ4/edit
Que la Forge soit avec toi !..
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00:05D'autres vidéos sont disponibles.
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00:11Lien accessible à l'endroit habituel.
00:14Que la forge soit avec toi.
00:30Mais respect à tout le monde, bienvenue dans la forge du quantum.
00:34Aujourd'hui, atelier VOL numéro 9, masse ou terre ?
00:39Et on commence sans plus attendre par définir ce qu'est la masse électrique, que tu as dans tous tes
00:43appareils connectés.
00:45C'est parti.
00:46Au début des études sur l'électricité, les chercheurs utilisaient des gros blocs de cuivre, masse, pour créer la référence
00:530V, détention.
00:55Le terme est resté, par habitude.
00:58Les anglo-saxons utilisent le terme, GND, GROON, qui est une erreur car rien n'impose que la référence des
01:04tensions soit au potentiel du sol.
01:07L'électricité a toujours besoin d'un circuit fermé pour circuler.
01:11La masse, GND, assure le chemin de retour.
01:15Elle agit comme un, point de référence 0V, qui permet au courant de revenir à la masse, fermant ainsi le
01:21circuit.
01:22Sans ce chemin, le circuit serait ouvert, et aucun courant ne pourrait circuler.
01:27Par conséquent, rien ne fonctionnerait.
01:30Voici un circuit simple.
01:32Il est évident que si je sectionne cette liaison, c'est comme si je coupais une maille du circuit, donc
01:37en fermant l'interrupteur, il ne se passera rien.
01:40Voici une analogie avec le chauffage central.
01:44La chaudière et l'alimentation, les tuyaux sont les fils.
01:47Pour que l'eau circule, il faut qu'elle puisse revenir vers la chaudière via le retour, la masse.
01:53De ce fait, pour que les électrons circulent, il faut qu'ils puissent revenir vers le générateur, ou la batterie.
01:59Cette masse garantit des mesures cohérentes et précises sur tous les composants, permettant ainsi l'équilibre des signaux et des
02:05niveaux de puissance.
02:07Par exemple, dans un circuit alimenté par batterie, la borde négative sert souvent de référence de masse, comme tu as
02:14déjà pu le voir sur ce petit schéma utilisé il y a quelques secondes.
02:18Ces masses sont évidemment rassemblées en un seul point, que je pourrais matérialiser ainsi parce que j'ai de la
02:23place pour le faire.
02:24Sur certains circuits un peu plus complexes, comme celui-ci, ce ne sera pas possible.
02:30Je t'entoure en rouge toutes les masses représentées, il y en a une flopée.
02:34Les reliés entre elles rendraient ce schéma totalement illisible, déjà que...
02:39Plus concrètement, la masse sert à équilibrer et à disperser les courants de fuite ou de défaut, garantissant la bonne
02:45répartition des charges, et la sécurité des personnes et des matériels.
02:49C'est une partie conductrice d'un matériel électrique susceptible d'être touché par une personne.
02:54Qu'il n'est pas normalement sous tension, mais peut le devenir en cas de défaut d'isolement des parties
02:58actives de ce matériel.
03:00Elle est schématisée avec trois symboles.
03:03Le premier qui ressemble à un peigne, le second avec ce triangle point en bas, le dernier étant un T
03:08renversé, la barre horizontale un peu plus épaisse.
03:12Mais sur les circuits imprimés, il sera signalé par trois lettres, GND, il y en aura plusieurs placées à différents
03:18endroits, mais tous reliés ensemble, un pour tous, et tous pour un.
03:23Une mise à la masse défectueuse est une cause d'une panne fréquente sur les véhicules.
03:27La carrosserie, ou le châssis, serve de masse.
03:31Il arrive par exemple que la carrosserie d'un véhicule soit oxydée au point de contact, ou que la liaison
03:36électrique entre les différentes parties de la carrosserie soit défaillante.
03:40De ce fait, si la mise à la masse d'un groupe d'ampoules, blocs feux arrière et clignotants de
03:45véhicules, par exemple, ne se fait pas correctement, faux contact,
03:49chaque ampoule cherche à établir un autre chemin de retour, souvent par une autre ampoule, ce qui provoque des anomalies,
03:55comme l'allumage d'un feu stop et d'un clignotant simultanément lors du freinage, ou lors de la mise
04:00en tension des clignotants ou des warnings.
04:03C'est ce qu'on appelle un effet « guirlande de Noël », non détecté par les différents capteurs du
04:07véhicule, mais qui le recalera au contrôle technique.
04:11Un petit coup de nettoyant contact après démontage, et ce sera comme neuf.
04:16Paragraphe suivant, dans lequel je vais définir ce qu'est la terre, que tu as dans ton domicile,
04:20ou avec laquelle tu dois te protéger si tu travailles sur de grosses machines utiles, comme un camion, ou un
04:26avion.
04:27C'est parti !
04:29Le décret du 14 novembre 1988 indique que la « terre » est la masse conductrice de la terre dont
04:34le potentiel électrique en chaque point est considéré qu'avegale à zéro.
04:38Elle est schématisée ainsi.
04:40Ne pas confondre avec la masse.
04:43Une prise de terre est le dispositif de protection principale, et finale, d'une mise à la terre d'un
04:48logement.
04:49Le dispositif crée un contact physique entre l'installation électrique et le sol pour évacuer des courants de fuite.
04:56Le conducteur de protection électrique est alors enfoui dans le sol.
05:00En électricité, la terre, dit aussi mise à la terre, assure la sécurité d'une installation électrique.
05:06Elle protège les biens et les personnes des courants de fuite en les envoyant à la terre, notamment en cas
05:11de défaut d'isolement d'un appareil électrique.
05:13En temps normal, l'armature métallique d'un appareil électrique en bon état, un lave-linge, un sécheveux par exemple,
05:20n'est traversé par aucun courant électrique.
05:23L'appareil est branché en courant monophasé 230 V, et fonctionne correctement, sans danger pour l'utilisateur, ou l'utilisatrice.
05:31Si en revanche le câble d'alimentation de l'appareil est abîmé, les fils peuvent entrer en contact avec l
05:37'armature en métal.
05:38Le courant s'échappe alors vers l'enveloppe de l'appareil, et toute personne qui en rend contact avec l
05:43'appareil est traversée par ce même courant.
05:46Au mieux, tu risques l'électrisation, au pire l'électrocution.
05:50Il y a donc danger.
05:52Ajouter la terre aux prises de courant de ton logement permet de conduire la fuite de courant vers un autre
05:56chemin pour t'épargner le coût de jus, à savoir le sol.
06:00Le courant passe par le fil de terre de la prise électrique, et circule dans un conducteur de terre jusqu
06:05'au sol.
06:06Bien pensé, n'est-il pas ?
06:09Paragraphe suivant, on reste dans la protection des biens et des personnes en abordant le court-circuit.
06:14C'est parti !
06:16Un court-circuit est la mise en connexion, volontaire ou accidentelle, de deux points, ou plus, d'un circuit électrique,
06:23entre lesquels il y a une différence de potentiel, par un conducteur de faible résistance, fil, outil, être vivant, etc.
06:31Je profite de ton attention pour te montrer l'extrême d'ambrosité d'un court-circuit avec une petite vidéo.
06:37Avant de la lancer, tu ne dois en aucun cas reproduire cette expérience chez toi, même avec une banale et
06:43inoffensive pile-bouton, il en va de ta sécurité, de celle de tes proches, et de tous les biens matériels
06:48que vous possédez.
06:50Cette expérience a été menée par des professionnels, dans un local dédié, avec tous les dispositifs de sécurité et de
06:56protection permettant, en cas d'accident, de limiter ses conséquences dans un endroit restreint, sans affecter la santé du personnel
07:03présent sur les lieux.
07:05Je te conseille d'augmenter le volume sonore, la musique de fond étant mise en sourdine, car non seulement je
07:10veux que tu vois le danger, mais tu dois aussi l'entendre arriver.
07:14C'est parti !
07:44Alors, des étincelles, puis une fuite enflammée de batterie, une explosion,
07:49regarde la couleur du centre de la clé plate, et sa température dans l'encart hautement coloré, quasiment 400 degrés
07:55Celsius.
07:56Et tout ça en une vingtaine de secondes.
08:00Effrayant, n'est-il pas ?
08:02Certes, ce court-circuit a été réalisé volontairement.
08:06Seulement, tu peux en créer un par pure ignorance, ou par simple maladresse.
08:10Je vais te montrer.
08:12Voici un circuit simple.
08:14Une batterie, trois ampoules montées en série, des appareils de mesure, et deux interrupteurs.
08:20L'interrupteur de gauche, noté K1, est fermé.
08:24Celui de droite, noté K2, est ouvert.
08:28Focalise ton attention sur le voltmètre du générateur, entouré en rouge, ceux des ampoules, entouré en vert, l'ampèremètre générat,
08:35entouré en bleu, et la couleur de chaque ampoule.
08:39Go !
08:40Le courant circule dans la maille, tu as 48 volts au générateur, 16 volts à chaque ampoule qui s'allume
08:45lentement.
08:46Leur couleur passe du noir au blanc.
08:48L'intensité subit instantanément un pic vers 50 ampères, pour diminuer progressivement et se stabiliser à 12,723 ampères.
08:56Bref, tout est normal.
08:58On reprend le même circuit pour modifier un paramètre.
09:02L'interrupteur de gauche, noté K1, est fermé.
09:06Celui de droite, noté K2, l'est aussi.
09:09Focalise ton attention sur le voltmètre du générateur, entouré en rouge, ceux des ampoules, entouré en vert, les 2 ampères
09:16mètres, entouré en bleu, et la couleur de chaque ampoule.
09:20Go !
09:21Le courant circule dans la maille, tu as toujours 48 volts au générateur, mais désormais 24 volts aux deux ampoules
09:28horizontales qui s'allument lentement.
09:29L'ampoule verticale à droite reste éteinte.
09:31L'intensité subit instantanément un pic vers 50 ampères, pour diminuer progressivement et se stabiliser à 19,085 ampères cette
09:40fois-ci.
09:40Par rapport à la précédente expérience, la tension aux bornes des ampoules allumées a augmenté de 16 à 24 volts.
09:47L'intensité en régime permanent est passée d'environ 13 ampères à 19 ampères.
09:51Mais pourquoi cette ampoule de droite reste éteinte ?
09:54Parce qu'elle a été court-circuitée par l'ampère mètre à sa droite, de résistance bien plus faible que
09:59la sienne.
10:00Aussi simple que ça.
10:02Donc attention la prochaine fois que tu fais un montage électrique.
10:06Paragraphe suivant, je vais en profiter pour glisser quelques mots sur les interrupteurs.
10:11C'est parti !
10:13Un interrupteur ouvert aura pour symbole ce schéma de pont routier basculant levé.
10:18Lorsqu'un interrupteur est ouvert, la tension à ces bornes est égale à celle du générateur, comme tu peux le
10:23constater sur ce circuit aux allures cartounesques.
10:266 volts à la pile, pareil sur le voltmètre branché aux bornes de l'interrupteur ouvert, de résistance infinie.
10:33Un interrupteur fermé aura pour symbole ce schéma de pont routier basculant baissé.
10:38Lorsqu'il est fermé, l'interrupteur se comporte comme un fil de résistance nue, comme tu peux le constater sur
10:44ce circuit aux allures cartounesques.
10:466 volts à la pile, 0 volts sur le voltmètre branché aux bornes de l'interrupteur fermé, de résistance nulle.
10:53Je rappelle qu'une tension est une différence de potentiel entre les deux points d'un dipôle électrique, et que
10:58dans un fil, il n'y a aucune différence de potentiel.
11:02Ceci explique sa tension nulle.
11:04Les principaux rôles d'un interrupteur électrique dans un circuit comprennent les aspects suivants.
11:091. Le contrôle du circuit.
11:12Contrôle de l'ouverture et de la fermeture du circuit, réalisant ainsi le démarrage et l'arrêt du fonctionnement de
11:18l'équipement électrique.
11:19C'est son rôle le plus fondamental, et le plus important.
11:232. Protection de sécurité.
11:26Dans un circuit, il peut également jouer un rôle de protection de sécurité.
11:31Lorsqu'un circuit est surchargé, court-circuité, ou que d'autres défauts se produisent, l'interrupteur peut automatiquement couper le
11:38circuit pour empêcher le défaut de s'étendre davantage, et protéger la sécurité du circuit et de l'équipement.
11:443. Économie d'énergie et réduction de la consommation.
11:49En contrôlant raisonnablement le temps d'ouverture et de fermeture de l'interrupteur électrique, des économies d'énergie et une
11:55réduction de la consommation des équipements électriques peuvent être réalisées, par exemple, lorsque certains équipements ne sont pas nécessaires.
12:024. Contrôle automatique.
12:05Dans les systèmes de contrôle automatisé modèles, les interrupteurs électriques sont généralement utilisés conjointement avec des capteurs, des contrôleurs et
12:13d'autres équipements, pour réaliser un contrôle automatique des circuits et des équipements.
12:19Cela améliore considérablement l'efficacité de la production, et l'efficacité du travail.
12:24Bref, quel que soit le circuit électrique, il est fortement conseillé de l'équiper d'au moins un interrupteur, qui
12:30permettra de couper l'alimentation si une odeur suspecte se fait sentir, si des étincelles crépitent, ou que les valeurs
12:36des appareils de mesure, voltmètre, en permettent, oscilloscope, entre en zone rouge.
12:42Et comme tu as pu le constater, sur chacun des circuits que tu as vu dans cet atelier, il y
12:47avait toujours un interrupteur général branché en série avec le générateur ou la batterie.
12:52Paragraphe suivant, un petit mot sur le fil conducteur, permettant de relier les dipôts entre eux.
12:57C'est parti !
12:59Dans les circuits électriques étudiés prochainement, les fils servant de liaison entre les différents dipôles, générateurs, ampoules, etc., auront une
13:07résistance, notée grand R, supposée nulle, donc une conductance, notée grand G, supposée infinie.
13:14La conductance se calcule ainsi.
13:17Grand G est égal à 1 sur grand R, avec grand G la conductance en Siemens, de symbole grand S,
13:23et grand R la résistance en haut, de symbole oméga.
13:27Pour des fils plus longs, la résistance ne sera plus négligeable, et elle sera calculée ainsi.
13:32Grand R est égal à Rho, fois, L sur S, avec grand R, la résistance, en haut, Rho, la résistance
13:40linéique, en haut mètre, L, la longueur du fil, en mètre, et S, la surface de la section du fil,
13:46en mètre carré.
13:48Pour rappel, comme la section des fils est circulaire, sa surface sera égale à pi fois Rho carré, R étant
13:54le rayon de la section, égale à la moitié du diamètre.
13:57Je vais revenir sur la résistance linéique Rho, dont voici quelques valeurs dans ce tableau.
14:03Par comparaison, l'argent est un bon conducteur du courant électrique, car sa résistivité est petite, comme sa résistance.
14:10Le carbone est un mauvais conducteur, isolant, car sa résistivité est grande, comme sa résistance.
14:17Le cuivre et l'aluminium sont de bons conducteurs.
14:20Ils sont utilisés pour le transport de l'électricité.
14:23L'argent serait encore bien meilleur que le cuivre et l'aluminium, sa résistivité étant bien plus faible, mais à
14:292000 euros le kilo, le mètre de câble coûterait une véritable fortune.
14:34L'atelier est désormais terminé.
14:36Tu as des questions ?
14:38Tu veux un complément d'informations ?
14:40Rejoins-moi dans l'espace commentaire.
14:43Le cours complet en PDF, librement téléchargeable, est disponible dans la description de cette vidéo.
14:49Aucun exercice pour ce cours, mais je te conseille de le visionner encore et encore, afin de saisir chaque nuance
14:55des notions contenues.
14:57Prochaine vidéo sur l'encleum.
14:59Que la forge soit avec toi.
15:02Stay tuned.
15:03Tchuss.
15:17Sous-titrage Société Radio-Canada
15:18Sous-titrage Société Radio-Canada
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