Effet de peau ou effet Kelvin

Théorie

Théorie

L'augmentation de la fréquence du courant alternatif génère une résistance au transport du courant par effet Kelvin ou "effet de peau", ce qui génère donc une perte d'énergie par échauffement du fil.

En hautes fréquences, le courant au lieu d'utiliser la totalité de la section du conducteur, se cantonne majoritairement dans les couches proches de la surface. L'épaisseur moyenne "e" de cet "effet de peau" dans laquelle circule le courant peut être calculée selon une formule.

  • μ0 = perméabilité magnétique du vide
  • μr = perméabilité magnétique relative du fil conducteur (μ/μ0)
  • F = fréquence (Hertz) ρ = résistivité du conducteur (Ω.m)
  • Pour exemple la perméabilité relative du cuivre (μr) est de 0,999994, sa résistivité ρ est de 1,70.10-8 Ω.m.

Application

Relation fréquence
effet de peau
Fréquence e
50 Hz 9,28 mm
100 Hz 6,56 mm
500 Hz 2,93 mm
1000 Hz 2,07 mm
20000 Hz 0,46 mm
400000 Hz 0,10 mm

 

Un fil de cuivre de section "1,5 mm2" a un diamètre de 1,4mm, l'application de cette formule montre, qu'au delà d'une fréquence de 8900 Hz, l'effet de peau commence à se manifester.

Compteur Linky

Compteur Linky

Le futur compteur "Linky" qui a commencé à être installé sur le territoire Français, et dont 35 millions d'exemplaires doivent être posés d'ici les prochaines années, utilise la technologie des Courants Porteurs en Ligne (CPL). Or, la technologie CPL utilise des courants de fréquences proches de 80 kHz (80000 Hertz !).

L'application de la formule précédente, pour un fil de cuivre, montre que le courant 100 kHz sera cantonné dans une épaisseur de peau de l'ordre de 0,2 mm, générant donc potentiellement une résistance du fil, des échauffements des fils, et potentiellement donc une augmentation de la consommation.

Pour connaitre la date de mise en place de ce compteur chez vous cliquez ici : http://www.erdf.fr/linky-bientot-chez-vous

 

Imprimer