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Modifier le voltage, à quoi ça sert ?
Il ne se passe pas une heure au quotidien sans que nous soyons amenés à manipuler, dès notre réveil, toutes sortes d’appareils électriques : brosse à dent, rasoir, sèche-cheveux, presse-agrume, cafetière, radio, téléviseur, ordinateur… et ainsi de suite tout au long de notre journée.
A cela pourtant, et même si la technologie s’emploie à nous faciliter la tâche, nombre de nos ustensiles électriques sont spécifiquement conçus pour fonctionner avec une source d’énergie bien précise : un GPS portable de voiture s’alimente ainsi via une prise de courant continu en 12 Volts, un smartphone via une prise USB de 5 Volts, une imprimante de bureau en 230 Volts alternatifs depuis une prise de courant secteur…
Bref, vous l’aurez compris, n’importe quel appareil ne se branche pas dans n’importe quelle prise.
Envisageons les cas de figure ci-après :
La grande majorité des accessoires électroniques utilisés aujourd’hui fonctionnent avec du courant continu (dit DC) : un chargeur de smartphone, de tablettes, de caméra portative type GoPro, appareils de photographie numérique, enceintes portatives… Et pourtant le chargeur fourni pour leur utilisation se branche sur une prise de courant domestique délivrant du 230 Volts alternatif (dit AC). Il s’agit donc d’un transformateur de tension électrique modifiant le voltage.
De nombreux accessoires informatiques fonctionnent également avec du courant continu.
On peut ajouter des jouets ludiques ou récréatifs (consoles de jeux type Nintendo Switch, voitures radiocommandées…) dotés de petites batteries portatives rechargeables avec du courant continu.
Les plages usuelles de voltage de la majorité de ces appareils sont essentiellement comprises entre 3 V et 24 V.
Toutefois, Et dans de rares cas, on peut monter jusqu’à 49 V.
Il existe aussi de nombreux appareils électriques fonctionnant sur du 12 V. Équipés d’une prise allume-cigare spécifique, Ils se branchent directement dans tous types de véhicules automobiles. On peut citer notamment des petits frigos, des compresseurs, des chauffe-biberon, des glacières, lecteurs DVD numériques portables, matériel radioamateur (CiBi)…
Des déclinaisons au format 24 volts existent pour les routiers dont les véhicules utilisent ce format de voltage.
Enfin, dans le domaine du nautisme, les bateaux sont fréquemment équipés en 12 Volts ou en 24 Volts.
2 – Le courant alternatif
C’est celui que l’on utilise le plus au quotidien. Les prises électriques de votre domicile fournissent du courant alternatif.
Il existe plusieurs valeurs de voltage alternatif dans le monde. En France comme dans la plupart des autres pays européens, nous utilisons du 230 Volts. En Angleterre, on trouve du 240 Volts. En Amérique du Nord (USA, Canada) le courant alternatif est compris entre 110 V et 120 V. Au Japon les prises délivrent « seulement » 100 Volts.
Bref, vous l’aurez compris, la standardisation n’est pas pour demain !
Les fabricants de matériels électroniques doivent donc doter leurs produits de chargeurs fonctionnant sur une plage comprise entre 100 Volts et 240 Volts. En effet, cela permet de les vendre partout dans le monde. C’est donc un avantage pour l’utilisateur qui n’a pas à se soucier des standards électriques du pays dans lequel il se trouve.
En revanche, tous les appareils électriques ne sont pas identiques en conception. Ainsi, des matériels moins sophistiqués fonctionnant généralement sur un seul type de voltage ne doivent surtout pas être branchés sur un voltage différent.
Prenons l’exemple d’un robot ménager fonctionnant sur du 230 V : si vous le branchez sur une prise délivrant 110 Volts, le moteur électrique dont il est doté tournera deux fois moins vite, voire pas du tout !
A l’inverse, si vous branchez un robot ménager fonctionnant habituellement en 110 V sur du 230 V, son moteur sera irrémédiablement endommagé.
On trouve d’ailleurs souvent sur Internet bon nombre de commentaires souvent désespérés de personnes ayant détruit leurs appareils, sans même parler du risque d’électrocution ou d’incendie du fait d’un voltage inadapté !!!
Il faut donc impérativement changer le voltage avant tout branchement.
Premier réflexe : connaître les caractéristiques principales d’alimentation de votre appareil électrique.
Pour ce faire, et conformément aux obligations normatives auxquels ils sont soumis, tous les fabricants doivent apposer une étiquette signalétique indiquant précisément les caractéristiques techniques d’alimentation électrique d’un produit. Ainsi y trouverez-vous les mentions ci-après :
Revenons à la valeur INPUT qui nous intéresse prioritairement : elle conditionne le choix du matériel qui nous permettra de changer le voltage et la puissance requise pour faire fonctionner votre matériel.
Mais reprenons l’exemple de notre robot ménager américain fonctionnant en 110V.
Les caractéristiques indiquées sur l’étiquette sont les suivantes : 120V – 50/60Hz – 5A
Nous comprenons que cet appareil fonctionne :
Pour le brancher en France où le voltage est de 230 Volts, il nous faudra donc un transformateur de voltage communément appelé « transformateur 220v 110v » de 2000 Watts.
Mais pourquoi un transformateur de tension aussi puissant alors que mon robot ne consomme que 600 Watts ?
Tout simplement parce qu’un robot ménager est un appareil électrique doté d’un moteur, et donc soumis à des charges inductives.
Et qu’est-ce qu’une charge inductive me direz-vous ? C’est ce que réclame un moteur pour fonctionner : un surcroit de puissance au démarrage qui lui permettra de se lancer.
A titre d’illustration, lorsque vous enfourchez votre vélo, le premier tour de pédale sera toujours plus important car il vous permettra d’initier le mouvement en lançant le poids de l’homme et de la machine. Puis, une fois la vitesse prise, l’effort déployé sur le pédalier pour la maintenir est moins intense et plus régulier.
Dans le cas de notre robot ménager, afin de connaître son appel d’intensité au démarrage, on applique un coefficient multiplicateur à la puissance nominale de consommation affichée par le fabricant. En théorie, il oscille entre 2 et 3 fois la puissance, soit une puissance d’appel d’environ 1800 Watts (600 X 3).
Le matériel de transformation électrique doit donc impérativement supporter cette charge, d’où notre recommandation d’un transformateur 220v 110v de 2000 Watts puisque l’unité inférieure proposée dans la gamme LeROBUSTE® ne développe que 1500 Watts.
Cet appel de charge, ou appel d’intensité, dure d’une fraction jusqu’à 2,5 secondes. Cela varie d’un matériel à l’autre. Sachez également que cet appel est systématique lors de chaque mise en route, mais également lors de fortes sollicitations.
Si on reprend l’illustration du sportif sur son vélo, au moment d’attaquer une montée ou simplement s’il souhaite accélérer sa cadence, il devra alors fournir plus d’énergie. C’est donc pareil pour votre transformateur.
Dès lors, il convient de faire très attention au choix de la bonne unité de transformateur 220v 110v : s’il est sous-dimensionné en puissance, il sera incapable de fournir l’intensité réclamée par un matériel électrique trop gourmand et peut même, dans les cas extrêmes de sur sollicitation, être irrémédiablement endommagé !
Ce défaut de précaution conduit souvent à des expériences négatives : bon nombre d’utilisateurs, privilégiant souvent le prix sans pour autant consulter les caractéristiques techniques, ont ainsi branché de grosses unités sur des petits transformateurs (un sèche-cheveux de 2000 Watts sur un transformateur 220v 110v de 100 Watts par exemple) détruisant immédiatement celui-ci puisque sollicité 20 fois plus que sa capacité nominale…
Autre illustration :
Nous déplaçant de plus en plus à bord d’un véhicule, au quotidien ou lors d’excursions touristiques (caravaning, camping-carisme…), il peut s’avérer utile d’emporter avec soi des ustensiles électriques dont on peut avoir ponctuellement besoin (écran, sèche-cheveux, outillage portatif…) sauf que ces matériels « récupérés » à la maison fonctionnent généralement sur du courant alternatif de 230 Volts. Il faut donc pour les alimenter un convertisseur de tension 12V 230V (communément appelé convertisseur 12v 220v)
Comme précédemment, et avant toute manipulation de branchement, il faut d’abord lire les étiquettes apposées sur les accessoires électriques que l’on veut utiliser.
Imaginons l’emploi d’un petit réfrigérateur dont l’étiquette précise les caractéristiques suivantes : INPUT 220v-240v – 50/60Hz – 170W
Nous comprenons que cet appareil fonctionne :
Pour changer le voltage fourni par votre véhicule (pour mémoire du 12V continu dit DC) et utiliser ce matériel, il faut donc un convertisseur 12v 220v de 1000 Watts de puissance.
Pourquoi 1000 Watts alors que mon frigo n’en consomme que 170 ?
Tout simplement parce que, comme dans l’exemple du robot ménager, un groupe froid tel que ce petit réfrigérateur est doté d’un moteur électrique, phénomène inductif générant des appels d’intensité au démarrage.
Qui plus est, les frigos et autres pompes sont très gourmands au démarrage, appelant fréquemment jusqu’à 5 fois leur puissance nominale.
Dans le cas présent 170 W X 5 = 835 Watts.
La puissance d’un convertisseur la plus proche est de 1000 Watts (ESKA-1000-12-EU), matériel que nous recommandons donc.
Au travers de ces exemples, nous avons illustré deux façons de changer le voltage d’une source électrique, il en existe également bien d’autres.
Le convertisseur de tension 12v 220v fait partie des dispositifs les plus fréquemment utilisés.
De façon générale, il existe essentiellement trois types de dispositifs :
Vous trouverez également dans la gamme de transformateurs 220v 100v de LeROBUSTE® et US-TRONIC® une solution pour alimenter tous vos appareils provenant du Japon ! Sans oublier nos amis Britanniques avec un voltage de 240V à qui nous consacrons également une gamme de transformateurs « spécial Royaume-Uni », sans oublier des convertisseurs 12v 240v.
Ces matériels représentent la solution idéale lors de déplacements où le réseau électrique domestique ne parvient pas (sites isolés tels que forêts, montagnes…) Trois grandes catégories de convertisseurs existants : 12v 220v, 24v 220v et plus rarement du 48v 220v.
On peut obtenir des puissances impressionnantes de plus de 10000 Watts en couplant certains matériels de haute technicité par des montages en série !
L’exemple le plus concret ? Vos chargeurs de téléphone ! Mais ça ne s’arrête pas là : chargeurs d’ordinateurs portables, de tablettes, d’appareils photos, de caméra portative, d’imprimantes portatives, de consoles de jeux…
L’alimentation dite régulée est un dispositif électronique utilisant une régulation, permettant ainsi un réglage très fin de la tension électrique gage d’une parfaite stabilité. Cela permet entre autres l’usage d’appareils de navigation ou de communication en Ultra Haute Fréquence (UHF) sur une source de courant alternatif.
Plus proche de notre quotidien, ce type d’alimentation permet d’utiliser bon nombre de matériels initialement destinés à l’univers automobile chez soi (glacières, radios…)
Petite astuce du bricoleur ? Transformer un moteur d’essuie-glaces en tournebroche grâce à un abaisseur de tension 220v 12v !
Aujourd’hui, grâce au développement effréné d’internet, on trouve de multiples solutions d’alimentation pour changer le voltage. Sachant qu’environ 15% de l’énergie produite est convertie par un dispositif électrotechnique, nombre d’offres existent désormais, favorisant la démocratisation de « l’électronique de puissance ». Les termes et autres appellations se sont d’ailleurs multipliés, et pas toujours de façon très explicite.
Afin de s’y retrouver, ci-après un petit lexique des appellations usitées par types de transformateurs :
1 - Transformateur de tension AC-AC :
C'est un dispositif électrique qui part d'une source en courant alternatif et permet de changer le voltage pour obtenir un autre voltage en courant alternatif. Un transformateur est aussi appelé :
- Autotransformateur.
- Ou transformateur AC - AC.
- Ou encore transformateur 220v 110v
- Mais aussi transformateur de courant électrique 220v 110v.
- Et transformateur de tension 220v 110v.
- Et encore transformateur de voltage 220v 110v.
- Ou bien transformateur 110 Volts.
- Ou transformateur 220v 110v.
- Convertisseur 220v 110v.
- Et enfin, transformateur US Europe.
- etc.
Il existe aussi des versions en fonctions du voltage :
- Transformateur 220v 100v (pour les appareils japonais).
- Ou bien transformateur 240v 110v (pour les appareils britanniques).
2 - Convertisseur de courant DC-AC :
C'est un dispositif électrique qui part d'une source en courant continu et permet, non seulement de changer le voltage, mais aussi de transformer le courant continu en courant alternatif. Un convertisseur se trouve souvent, sur internet, sous les appellations suivantes :
- Onduleur.
- Convertisseur de tension.
- Ou bien convertisseur DC - AC.
- Ou encore convertisseur de voltage.
- Mais aussi convertisseur électrique 12v 220v.
- Et convertisseur pseudo-sinus 12v 220v.
- Et encore convertisseur quasi-sinus 12v 220v.
- Enfin, convertisseur transformateur 12v 220v.
- Et, plus généralement, convertisseur statique de type continu / alternatif.
Il existe aussi des versions en fonctions du voltage :
- Convertisseur 24v 220v.
- Mais aussi convertisseur 48v 220v.
- etc.
3 - Alimentation à découpage stabilisée ou régulée AC-DC :
C'est un dispositif électrique qui part d'une source en courant alternatif et permet, non seulement de changer le voltage, mais aussi de transformer le courant alternatif en courant continu. Une alimentation est souvent associée avec les appellations :
- Redresseur.
- Transformateur AC - DC
- Ou convertisseur AC - DC
- Ou bien convertisseur alternatif / continu.
- Mais aussi alimentation à découpage.
- Et alimentation stabilisée.
- Ou encore transformateur abaisseur de tension.
- Alimentation ajustable.
- Et enfin, alimentation régulée.
Pour conclure, et quel que soit le dispositif permettant de changer le voltage que vous choisirez, procédez systématiquement à des calculs pour déterminer la puissance exacte réclamée par votre appareil, ce qui conditionnera le choix d’un matériel de transformation parfaitement adapté à votre besoin.
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