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Calcul de section de câble pour déporter le transformateur de ruban LED Résolu

Ce sujet comporte 17 messages et a été affiché 376 fois
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Env. 20 message Nimes (30)
Bonjour à tous,

J'ai un souci technique pour calculer la section de fils électriques. Je vous soumet donc ma situation et mon analyse issue de recherches sur le net.

J'aménage les combles de ma maison et je refais l'électricité. Le problème est que je voudrais installer des rubans LED mais que : 
1 - Je ne peux pas mettre les transfos dans le plafond. L'isolant est en contact avec le placo et je ne veux pas faire des accès aux boites de dérivations dans les plafonds.
2 - J'ai prévu des pieuvres dans une partie non aménagée et je voudrais y mettre les transfos.

Mais cela allonge la distance des fils entre le transfo et les rubans de LEDs

J'ai trouvé cette formule pour calculer la section minimale de câble pour une longueur donnée et une perte de tension acceptable (mélange entre la résistivité d'un câble et R = U/I) :

S = rho * L * I / V

S : Section du câble en mm
rho : résistivité du cuivre = 0.017 ohms2/m
L : longueur totale (aller+retour) en m
I : Courant en A
V : la chute de tension acceptable.

Sachant que les LEDs sont alimentées en 12v, j'ai fait le calcul pour un déport de 10m (20m aller-retour) d'un ruban de 96W (soit 8A sous 12v) avec une perte de tension acceptable de 0.3v

Ce qui me donne une section minimum de 9mm². Donc, il me faudrait du fil de 10mm² pour alimenter des LEDs ! 

Je me suis alors dit que si j'augmentais la tension de départ (par exemple 17v), je pourrais me permettre une perte acceptable plus importante (par exemple 5v pour me ramener à 12v)

Le calcul devient alors : S = 0.017 x 20 x 8 / 5, soit 0.54 mm². Cela change tout !

Donc, en théorie, je pourrais mettre du 1,5mm² et augmenter la tension de départ

Si je fais la calcul à l'envers pour déterminer la "perte acceptable" avec un fil de 1.5mm², j'obtiens 1.81v

Donc, avec une tension de départ, disons de 14v (perte acceptable de 2v), et du fil de 1.5mm², cela devrais fonctionner, non ?

Est-ce que je suis bon malgré que mes cours d'électronique datent de plus de 30 ans ou est-ce que je suis à l'ouest ?

Merci

PS: bravo à ceux qui ont tenu jusque là 
Il ne faut pas de tout pour faire un monde.
Il faut du bonheur et rien d'autre.
Paul Eluard
Messages : Env. 20
De : Nimes (30)
Ancienneté : + de 5 ans
 
message
Ne vous prenez pas la tête pour vos travaux électriques...

Allez sur la page devis electricité (travaux électriques) de Forum Construire, remplissez le formulaire et vous serez mis en relation avec des électriciens de votre région. Vous aurez des devis gratuits sans être obligé de courir après les artisans

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Membre utile Env. 1000 message Moselle
Un lien intéressant sur le calcul de la chute de tension et la section des câbles :
https://www.schema-electrique.net/calcul-chute-de-tension-el[...]triphase-monophase.html
Picto recompense Membre utile
Messages : Env. 1000
Dept : Moselle
Ancienneté : + de 11 ans
 
Membre ultra utile Env. 30000 message Cantal
Bonjour

Ce n'est pas très académique

Le problème c'est que la tension obtenue dépend de la puissance que vous tirez.

Supposez qu'un ruban soit HS où que vous changiez un jour de type de ruban et vous vous retrouvez avec une tension nettement différente.

Il faut par ailleurs un transfo qui vous délivre la tension que vous attendez.
Carminas
Picto recompense Membre ultra utile
Messages : Env. 30000
Dept : Cantal
Ancienneté : + de 15 ans
 
Env. 20 message Nimes (30)
Bonjour,

Mikado : J'avais trouvé ce lien. Ce qui m'embête c'est qu'elle est beaucoup plus complexe (pour déterminer certaines données) et qu'ils donnent une résistivité du cuivre à 0.023 alors que tous le sites que j'ai vu et qui parlent de la résistivité donnent une valeur de 0.017

Carminas : C'est aussi parce que cette méthode me semble un peu "brute" que je cherche des avis, voire d'autres solutions.
Comme il s'agit d'un luminaire, la puissance tirée devrait être constante. De plus, pour les transfos situés juste à coté du luminaire, le problème de la puissance tirée est le même si la moitié du ruban tombe HS

Là, le but est juste d'obtenir une tension d'environ 12v au bout du fil. Pour moi, seule la résistivité du fil est à prendre en compte car il agit comme une résistance en série sur la phase et une autre sur le neutre, non ?
Donc, on obtient un pont diviseur, quelque soit ce que je branche derrière.

Après, le soucis devrait surtout être d'avoir une alimentation capable de fournir plus que les 8A prévus (marge de sécurité) et une section de câble capable de supporter cette intensité sans s'échauffer trop. Pour cela, le 1.5mm² me semble suffisant puisque je ne brancherait que des luminaires basse tension.
Et l'avantage d'avoir le transfo déporté et des câbles de 1.5mm², c'est qu'il me suffit d'enlever le transfo pour installer directement un luminaire en 220v

Par contre, effectivement, le jour où je change le ruban LEDs, il faudra peut-être revoir la tension de sortie du transfo. D'où la nécessité d'un transfo avec un secondaire variable

L'idée me semble intéressante (et cela m'arrangerait qu'elle soit réaliste) mais est-ce compatible avec les lois de la physique et de l'électricité. telle est la question.
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Paul Eluard
Messages : Env. 20
De : Nimes (30)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 20 message Nimes (30)
Bonjour,

Je viens de me rendre compte que j'ai dit une bêtise (le coté positif est que je m'en suis rendu compte ).

La résistivité des fils entre le transfo et le luminaire ("phase" et "neutre" en quelque sorte) ne forment pas un pont diviseur (pour cela, il faudrait que la 2nd résistance soit en parallèle du luminaire).
Là, il s'agit juste (en équivalent bien sûr) de 2 résistances en série.
Même s'il existe une chute de tension due à la résistance du fil de "phase", sa valeur dépend du courant qui la traverse.

J'ai alors eu une autre idée, peut-être plus fiable (?). Dites-moi si je divague
Si, au lieu de déterminer une valeur approximative de la tension au niveau du luminaire, je l'imposais ?

Je m'explique (chiffres au hasard) : Imaginons une alimentation de 17v et 10m de longueur de fil.
Si je mesure la tension à vide au bout du fil (disons 14v)
Est-ce qu'il ne me suffirait pas de réaliser un pont diviseur (justement) en bout de fil pour ramener la tension à 12v ?

Cette tension serait stable puisqu'elle ne dépend pas de ce qui serait branché derrière.

Par contre, quid du courant ? De mémoire, la formule est : Vout = Vin . (R2 / (R1 + R2))
Il y a donc un courant qui va passer à travers R2, donc moins de courant dans le luminaire, donc moins de luminosité.
Pour éviter ça, il faudrait que R2 soit élevée. Ce qui augmenterait R1 pour maintenir le rapport, ce qui limiterait l'apport en courant. Cela pourrait être compenser par un transfo avec une plus forte capacité en ampérage ?

De plus, a moins que ce petit circuit ne soit facilement accessible en démontant le luminaire, j'oublié la transformabilité en 230v

C'est dingue ce que je me pose comme questions. J'aurais dû faire Philosophe ( ou Psychiatre) 
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Paul Eluard
Messages : Env. 20
De : Nimes (30)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 100 message Rhone
Bonjour, désolé mais il faut vite oublier l'idée du pont diviseur.
La formule que vous donnez est correcte à la condition que l'intensité de la branche "utile" (celle débutant entre R1 et R2 et alimentant vos éclairages) soit négligeable par rapport à celle traversant R2. Ce n'est pas votre cas, et ce n'est pas souhaitable, puisque celà veut dire que la puissance du ruban LED doit être négligeable par rapport à la puissance dissipé dans R2...
Messages : Env. 100
Dept : Rhone
Ancienneté : + de 5 ans
 
Env. 20 message Nimes (30)
C'est ce que je craignais
Merci
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Paul Eluard
Messages : Env. 20
De : Nimes (30)
Ancienneté : + de 5 ans
 
Membre utile Env. 500 message Essonne
Bonjour,

Oui vos calculs de départ sont exact, il faut bien du 10²mm pour les 8 A sous 12V au départ avec 3% de chute de tension. Mais non pour le diviseur résistif bien sur et :

Citation: "Je m'explique (chiffres au hasard) : Imaginons une alimentation de 17v et 10m de longueur de fil.
Si je mesure la tension à vide au bout du fil (disons 14v) "


Non si 17 V au départ , a vide il y aura 17V en bout de ligne (courant nul).
Hypothese : tension de départ 13,6 V
objectif 12 V en bout de ligne donc : chute de tension maxi : 1,6V/13,6 = 11,7%
dans ces conditions en arrondissant a 10% vour aurez un peu plus que 12 V (12,12 V)avec du 2,5 mm² .
Attention, dans ces conditions vous perdez 1,6 V sur les 10m de cable et donc vous dissipez de l'ordre de 11,6W dans les fils , il va devenir tiede je pense ...
A vous de mener des essais avec deux cables de 2,5mm² a plat par terre ... et il faudra que votre alim 13,6V puisse fournir 108W (ou transfo) ...
Quelle est la spécification de tension d'alimentation du ruban ?? 12V +/- ??
A plus
Picto recompense Membre utile
Messages : Env. 500
Dept : Essonne
Ancienneté : + de 7 ans
 
Env. 20 message Nimes (30)
Bonjour,

J'ai acheté le matériel pour faire des tests mais je ne l'ai pas encore reçu.
Je cherche surtout des pistes pour ne pas faire de bêtise et ne pas griller le matériel
Il me semble plus qu'évident que je vais devoir faire un batterie de tests avant de câbler le système.

Voici le lien pour le transfo (j'ai pris un 60W et un 100W) : Transfos

je vais regarder s'il y a des transfo avec une tension de sortie variable.

Quand on branche un voltmètre, il a une résistance très grande pour qu'il ne soit pas traversé par du courant, c'est ça ?
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Paul Eluard
Messages : Env. 20
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Membre utile Env. 500 message Essonne
Hello,

un transfo (fixe) de 100 W sera un peu juste, quelle tension choisissez vous  ,
vous consommez 8 A sous 12V cela fait donc un minimum de 96 W , si vous utilisez 10 m de fil et 13,6 V ou 14 il vous faudra plus ... augmenter la puissance du transfo ne posera aucun problème au contraire , c'est la tension qu'il faut augmenter , mais le moins possible.
ces transfos (ce ne sont pas des transfos mais des convertisseurs 220/12V DC.) c'est bien pour alimenter vos rubans mais pas au bout de 10m de câble trop fins...  
Il vous faut une alim entre 12 et 14V ajustable et puissance 120 W Environs

Citation: "Quand on branche un voltmètre, il a une résistance très grande pour qu'il ne soit pas traversé par du courant, c'est ça ?"


Oui un voltmètre est haute impédance donc il mesure la tension en absorbant un courant négligeable.
A plus
Picto recompense Membre utile
Messages : Env. 500
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Env. 20 message Nimes (30)
En fait, le Ruban devrait beaucoup moins consommer (de l'ordre de 40W)

J'ai choisi un ruban de 2m en 240 LEDs/m et, en regardant les photos et les infos technique, on m'a indiqué que la consommation de 0.2W ne serait par LED, mais plutôt par "bloc" de LEDs :

Les rubans sont composés de blocs de 3 LEDs avec une résistance de 150 Ohms, soit 160 blocs pour 2m
Chaque LED a une tension de l'ordre de 3v

L'intensité qui parcours 1 seul bloc est donc de (12v - (3*3v)) / 150 Ohms, soit 0.02 A

La puissance consommée par un bloc est de 0.02A * 12v = 0.24 W

Et, 0.24 W * 160 blocs = 38,4 W, soit environ 40 W

Je ne pourrais confirmer cela que lorsque j'aurais le produit en main :-(
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Paul Eluard
Messages : Env. 20
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Membre utile Env. 500 message Essonne
Bonjour,
oui donc 40W sous 12v cela fait : 3,3 A
Donc une alim 12V 60 W ira très bien .
Pour la section de fils sur 10 m c'est plus simple
Avec 13 V au départ, 10m de fil et 3.3A cela colle avec du 1,5 mm² la chute de tension est de lordre du volt , du 2,5 mm² fera aussi l'affaire ..
A plus
Picto recompense Membre utile
Messages : Env. 500
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Env. 20 message Nimes (30)
Super. Merci
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Paul Eluard
Messages : Env. 20
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Env. 20 message Nimes (30)
Je vérifierais les tensions en intensités dès que j'aurais les produits.
Je ferais également un tableau avec les chutes de tension sur différentes longueurs et je vous tiens au courant.
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Paul Eluard
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Env. 20 message Nimes (30)
Bonjour à tous,

Ça y est ! j'ai reçu le matériel.

Je fais des tests dès que possible et je vous tien au courant...
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Paul Eluard
Messages : Env. 20
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Env. 20 message Nimes (30)
Bonsoir,

Ça y est, j'ai enfin fait les tests et ils sont très positifs.

Voici les résultats pour un ruban de 2m et un autre de 3m, sur des câbles en 1.5mm² et en 2.5mm². La tension et l'intensité sont mesurées aux bornes du ruban.


Ruban à 8,5m du transfo (soit 17m de fil aller-retour) en 1.5mm² :
Ruban de 2m => 11,53 V - 2,60 A
Ruban de 3m => 11,40 V - 3,03 A

Ruban à 14m du transfo (soit 28m de fil aller-retour) en 1.5mm² :
Ruban de 2m => 11,24 V - 2,38 A
Ruban de 3m => 11,06 V - 2,84 A


Ruban à 8,5m du transfo (soit 17m de fil aller-retour) en 2.5mm² :
Ruban de 2m => 11,75 V - 2,70 A
Ruban de 3m => 11,67 V - 3,38 A

Ruban à 16,5m du transfo (soit 33m de fil aller-retour) en 2.5mm² :
Ruban de 2m => 11,42 V - 2,56 A
Ruban de 3m => 11,26 V - 3,00 A


Ruban de 3m sur 33m de fils en 2.5mm². Il fait nuit et c'est le seul éclairage de la pièce !



Malgré la perte de tension, les rubans s'allument sans problème.
Cette chute fait légèrement baisser la luminosité mais, vu la puissance lumineuse émise par les 240 LEDs au mètre, c'est assez négligeable.

En conclusion, même à une distance d'environ 15m du transfo, en 1.5mm², le ruban produit toujours une bonne luminosité.

Un simple transfo de 4 A (48 W) est donc suffisant et il est inutile d'utiliser un transfo à tension variable (sauf s'il est impératif d'avoir la puissance lumineuse maximale)
Il ne faut pas de tout pour faire un monde.
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Paul Eluard
Messages : Env. 20
De : Nimes (30)
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Membre utile Env. 500 message Essonne
Bravo,

Belle manip ..
A plus
Picto recompense Membre utile
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Dept : Essonne
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En cache depuis le dimanche 21 avril 2024 à 08h01
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