Aidez-moi à comprendre l'électricité - le neutre est-il toujours dangereux?


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J'ai lu les bases des systèmes électriques domestiques modernes, mais j'ai quelques questions sur le principe de base qui, à mon avis, n'a pas été vraiment expliqué.

L'analogie utilisée dans le livre compare la distribution d'électricité à la distribution d'eau: elle pénètre dans la maison sous pression et ne se vide pas. Quoi qu’il en soit, l’électricité quitte la maison par le fil neutre, ce qui correspond à une tension nulle ou "pas de pression" comme le dit le livre.

Cela signifie-t-il que si vous avez un circuit avec une seule prise et que rien n'est branché, ne seriez-vous toujours pas choqué de toucher le neutre? La tension n'a pas été utilisée - c'est ce que je ne comprends pas. Si rien n'est branché, comment le débit est-il soudainement sous pression nulle ou sans tension?

Y a-t-il une meilleure analogie que l'eau? L'eau ne quitte-t-elle pas la maison par gravité ou ... par plus de pression, autrement dit par une autre eau qui la pousse vers la gravité?

Oh, encore une chose: si l'électricité qui entre dans la maison est une boucle constante, comment fonctionne le compteur? Est-ce que cela prend un état de "repos" et soustrait les surtensions? L'analogie de l'eau échoue ici, car si vous n'utilisez pas d'eau, aucune nouvelle eau n'entre (ou est-ce que c'est incorrect?) Avec l'électricité, si elle coule toujours (même si elle n'est pas utilisée), comment le compteur sait-il combien êtes "en utilisant"?

Je suis sur le point de l'obtenir, mais je n'y suis pas encore!


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Je pense que votre problème est que vous essayez de faire une mauvaise analogie. L'électricité n'est pas comme l'eau, et essayer de la penser comme de l'eau ne fera probablement que vous embrouiller davantage.
Testeur101

Si rien n'est branché, l'eau ne s'écoulera pas dans les égouts.
Immibis

Réponses:


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L'analogie pression / débit d'eau est malheureusement commune mais très imparfaite. Si nous insistons pour l'utiliser, la tension est quelque chose comme la pression et le courant est quelque chose comme le débit.

Le concept clé qui vous manque, c'est que vous avez besoin d'un circuit , pas d'un seul fil.

La tension, comme la pression dans la conduite, est toujours mesurée par rapport à un point de référence. Si vous étiez parfaitement isolé autrement, vous pourriez tenir le fil chaud toute la journée et ne pas vous faire de mal, comme le montrent régulièrement les oiseaux sur des fils à haute tension. Dans l'analogie électrique, cela ressemble à un tuyau bouché ou à une connexion dans un réservoir où la pression extérieure est la même que celle provenant du tuyau. Vous pouvez prolonger ce tuyau ou agrandir le réservoir, mais tant que la contre-pression provenant du bouchon ou des environs est égale à la pression d'entrée, aucun courant ne circule. (Je simplifie excessivement comme un fou, mais c'est inhérent au modèle défectueux.)

Vous obtiendrez du courant uniquement lorsque l'eau ou les électrons seront utilisés. Dans un circuit bien conçu, il s’agit du neutre, ce que, dans l’analogie eau, on peut presque qualifier de «tuyau de drainage». Si nous parlions de courant continu, vous pourriez considérer le chemin retour / neutre comme un tuyau de drainage; pour que cette idée fonctionne avec AC, nous devons nous rappeler que tout le système est scellé, que le courant circule dans les deux sens et que nous obtenons notre courant à partir de l'eau qui bouge dans la boucle de tuyaux plutôt que par une seule goutte d'eau qui coule tout le chemin. autour de la boucle.

C'est le courant, pas la tension, qui fait le travail réel. Mais c'est la tension ("pression") qui fait circuler le courant.

(Bien sûr, si vous percez un trou dans le tuyau et laissez le courant circuler dans une autre direction - par exemple, ne vous arrêtez pas à vous mais par votre terre, la tension fonctionnera avec plaisir sur vous, ce qui est pourquoi c'est dangereux. Idem pour les courts-circuits, où le "travail" consiste à chauffer le fil et éventuellement à déclencher un incendie.)

Votre compteur électrique mesure le courant, pas la tension. Tant que le circuit n'est pas terminé et qu'il n'y a pas de chemin allant du chaud au neutre (ou, dans le cas contraire, à la terre), aucun courant ne circule et le compteur reste en place. Lorsque le courant est fluide, l'appareil utilise un peu de l'énergie à partir de ce courant s'avance; un courant doux tourne le compteur lentement, un courant fort le fait tourner plus rapidement. Dans un système à courant alternatif, le compteur est configuré pour mesurer les deux directions du "sloshing", ou pour agir comme une clé à cliquet, afin d'ignorer une direction, et vous obtenez à nouveau une mesure proportionnelle à la quantité de courant utilisée.

Comme je continue à grommeler, cette analogie n’est vraiment pas très bonne, car elle conduit à des malentendus comme le vôtre. Je l'ai forcé un peu plus loin pour répondre à vos questions ... mais la meilleure solution consiste vraiment à ne plus penser à l'électricité par analogie et à commencer à le penser comme une chose à part, et à apprendre comment elle se comporte.


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L'analogie utilisée dans le livre compare la distribution d'électricité à la distribution d'eau

L'analogie avec l'eau peut être utile pour comprendre des circuits à courant continu simples, tels qu'une lampe de poche alimentée par une pile avec une ampoule à incandescence et un commutateur. Ce n’est pas très utile avec l’électricité alternative comme dans les prises électriques domestiques (prises murales).

L’électricité alternative change de sens 50 ou 60 fois par seconde (selon votre lieu de résidence, 60 aux États-Unis).

c'est ce que je ne comprends pas. Si rien n'est branché, comment le débit est-il soudainement sous pression nulle ou sans tension?

Le débit (courant en ampères ou coulombs de charge par seconde) est différent de la pression (tension). L'eau dans vos tuyaux dans votre maison est toujours sous pression mais rien ne s'écoule jusqu'à ce que vous ouvriez un robinet.

L'électricité est différente en ce que vous devez compléter un circuit. Les électrons ne jaillissent pas et ne tombent pas sur le sol, ils ont besoin d'un chemin conducteur et d'une force motrice fournie par un champ électrique que nous mesurons en tant que tension.

Comme la pression de l'eau, la tension est présente même lorsque rien ne coule.

Le nombre réel associé à une tension est simplement arbitraire, seule la différence de tension entre deux endroits est importante.

Si la pression agissant sur l'eau dans vos tuyaux était la pression atmosphérique, elle ne pourrait pas pousser l'eau hors d'un robinet / robinet ouvert.

Y a-t-il une meilleure analogie que l'eau?

Non, vous devez éventuellement cesser de vous fier aux analogies et admettre que le monde réel est assez étrange, inaccessible à vos sens et ne peut être compris que par le biais de modèles mathématiques.

Comment fonctionne le compteur?

Il mesure le débit (courant) et non la pression (tension). Il utilise lui-même une infime quantité de courant, mais c'est insignifiant. Il existe plusieurs types de détecteurs de courant.


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Lorsque rien n'est branché à une prise, il n'y a pas de circuit complet. Le fil "chaud" est connecté d'un côté et le "neutre" à l'autre, mais il n'y a pas de chemin permettant à l'électricité de passer de "chaud" à "neutre". Lorsque vous branchez quelque chose, cela complète le circuit et l'électricité circule.

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