Les étiquettes des appareils indiquent leur puissance en watts, tandis que les câbles, fusibles et disjoncteurs sont dimensionnés en ampères. Ce calculateur relie ces deux valeurs pour le courant continu, le courant alternatif monophasé et le courant triphasé. Il explique aussi pourquoi un même nombre de watts peut produire des intensités très différentes selon la tension, le nombre de phases et le facteur de puissance.
Pourquoi watts, ampères et volts ne sont pas interchangeables
La tension correspond à la « pression » électrique, le courant au débit des charges et la puissance au débit de consommation d’énergie. Ces grandeurs sont liées par P = V × I : la puissance est égale à la tension multipliée par le courant. On ne peut donc pas convertir des watts en ampères sans connaître la tension. Une charge de 1,500 W consomme 12.5 A sous 120 V, mais seulement 6.25 A sous 240 V : la puissance est identique et le courant deux fois plus faible parce que la tension a doublé.
C’est la raison principale pour laquelle les appareils de forte puissance utilisent du 240 V : diviser le courant par deux permet d’utiliser des conducteurs et des disjoncteurs de calibre inférieur et réduit les pertes résistives dans les fils.
Facteur de puissance et puissance apparente
En courant continu et pour les charges CA purement résistives (radiateurs, ampoules à incandescence, grille-pain), le facteur de puissance vaut 1 et I = P ÷ V. Les moteurs, transformateurs et de nombreux appareils électroniques consomment toutefois un courant déphasé par rapport à la tension. Leur puissance apparente (voltampères) est supérieure à la puissance active (watts) qu’ils consomment, et le courant dépend de la puissance apparente. C’est pourquoi la formule CA divise par V × pf : une charge dont le facteur vaut 0.8 consomme 25 % de courant de plus que ne le laisserait supposer sa seule puissance en watts.
Pourquoi le triphasé utilise √3
Dans un système triphasé équilibré, les trois tensions de ligne sont déphasées de 120°. Lorsque la puissance est exprimée avec la tension composée, la puissance active totale est P = √3 × V_LL × I × pf ; le courant est donc I = P ÷ (√3 × V_LL × pf). Si l’on utilise plutôt la tension simple (phase-neutre), la puissance totale correspond à trois charges monophasées : P = 3 × V_LN × I × pf. Confondre la tension composée et la tension simple est l’erreur la plus courante en triphasé ; vérifiez donc toujours la tension indiquée sur la plaque signalétique ou mesurée par l’appareil.
Déduire le calibre d’un disjoncteur
Une fois le courant connu, le dimensionnement du dispositif de protection contre les surintensités suit le NEC. Pour une charge continue (fonctionnant pendant trois heures ou plus), le disjoncteur et les conducteurs doivent être dimensionnés à 125 % de la charge ; autrement dit, celle-ci ne peut utiliser que 80 % du calibre du disjoncteur. Le calculateur divise l’intensité par 0.8 et arrondit au calibre standard supérieur (15, 20, 25, 30 A, etc.). Il ne s’agit que d’une indication de planification : une conception réelle doit également prendre en compte la température admissible des conducteurs, les déclassements dus à la température ambiante et au regroupement des câbles, les règles applicables aux moteurs et au CVC, ainsi que les modifications du code local.