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L'équipotentialité

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Plan de masse, excellent pour contrer le résistif, efficace contre tous !

Mise en évidence de la grande importance de l'équipotentialité !


A retenir de la vidéo :
N'oubliez jamais que la tension est une différence de potentiel, pour qu'une différence existe il faut être soumis à au moins 2 potentiels différents. Les oiseaux peuvent se poser de fil en fil : ils ne sont qu'à 1 seul potentiel à la fois Comme les lignards (travailleurs haute tension sur lignes électriques) qui travaillent au potentiel, ils s'isolent des autres phases, et mettent une combinaison constructrice et surtout pas isolante, pour éviter toute différence de potentiel dans leur corps ! Voir Conseil+ à la fin équipotentialité ! ! La terre ne sert qu'à la protection des personnesCar on a les pieds par terre
Elle est donc fort utile ! Mais pas en CEM ! La preuve ?
Comment font les avions pour voler sans s'écraser lorsqu'il traversent un orage ?
L’équipotentialité est extrêmement importante !
 ou pour évacuer la foudre !




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Pourquoi un bon plan de masse ?

S'il existait une solution à privilégier, le plan de masse serait indubitablement le grand gagnant !
Pourquoi ? Sur un même plan, fortement conducteur il ne peut exister aucune ddp (différence de potentiel ou tension) ! Tout simplement car :
U = R × I (en continu) U = Z × I
Si R et Z tendent vers 0, exemple une plaque de cuivre, aucune tension ne peut exister entre ses extrémités ni en tout point, ce quel que soit le perturbateur !

R ou Z, résistance ou impédance ?

Tresses de masse CEM
Pour assurer l'équipotentialitéMise au même potentiel et supprimer toute tension :
équipotentialité des masses
, un fil de masse, la cablette de 'terreAttention, la terre n'est pas toujours reliée à la masse (suivant régime du neutre : SLT) et n'est pas un conducteur efficace dans notre cas ! Elle ne sert que de référence pour la sécurité des personnes. En CEM, elle n'a pas beaucoup d'utilité !', donc on corrige : la cablette de masse souvent en 25 mm² ou 35 mm², offre une résistance faible, son impédance Z est par contre élevée car liée à la règle des 1 µH par mètre.

On lui préférera donc en CEM une tresseLes tresses combinent naturellement les 2 avantages : Profil plat et Multibrins !
Tresses CEM masse zoom
de section équivalente pour respecter la norme électrique.
Tresse courte et large
Tresse courte et large : très efficace !




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Solutions pour un bon plan de masse :

Le maillage des masses :

en multipliant le nombre de liaisons et en assurant des liaisons courtes on baisse l’impédance globale (résistance et inductance) du plan de masse.
Maillage des masses
  • Efficace seulement en BF (50 Hz...), le schéma rouge à gauche n'assure pas une bonne immunité en HF (haute fréquence) et donc en CEM.
  • A droite, la multiplication des interconnexions assurent la mise en // parallèle des liaisons, baissantTant pour les résistances que pour les inductances, la mise en // diminue la résultante :
    Équivalent = constituant / nombre de liaisons
    Vrai pour résistances et inductances et donc pour impédance Z !
    de fait leur impédance !

L'idéal est la cage de FaradayEn plomb pour sa densité, le plomb atténue aussi les rayons X et gamma : ondes très ondes :

enterrée ! Solution utilisée par les militaires ? Pour s'en approcher à moindre frais, on va multiplier les liaisons entre masses, relier l'armature du bâtiment et toutes les parties métalliques (conductrices) y compris structurelles et non électriquesChez les particuliers les liaisons équipotentielles concernent tout conducteur dans la salle d'eau : bondes d'évacuation, huisseries métalliques... (armoires de rangement...) entre elles !
Liaisons entre plans de masse
  • Mauvaise liaison, le minimum imposé en sécurité, totalement inefficace en HF
  • Acceptable si nombreuse tresses pour limiter la distance et l'impédance
  • Excellent, à utiliser pour les chemins de câbles sensibles, on va le voir !




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Réduction de l'impédance et de la surface de boucle

Mailles serrées ou larges
Le maillage d'un treillis doit être le plus fin possible, il est aussi possible d'utiliser 2 treillis en les décalant et en les soudant ou les reliant le plus souvent possible !
Toujours relier les treillis métalliques à béton à chaque élément de structure conducteur, à des rubans cuivrés avant de couler le béton pour assurer la meilleure des équipotentialités.
Et surtout multiplier les liaisons !

En HF, la résistivité importe relativement peu pour le plan de masse, et donc la nature du matériau (fer ou cuivre ou alu) n'est pas essentielle :
C'est l’impédance qui compte le plus !
L'autre avantage des treillis serrés : la surface des boucles se réduit, sachant que coté électromagnétique, la tension induite est proportionnelle à la surface (flux = B × S).




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Plaquer les câbles contre les masses !

Câble plaqués sur masses
A gauche en rouge, la catastrophe : boucle de grande surface !
A droite en vert, on a minimisé la surface !
L'optocoupleur : isolement galvanique imparfaitOuverture boucle optocoupleur
Un optocoupleur d'entré automate oppose ≃ 1 pF qui à 1 MHz il oppose donc seulement ≃ 100 kΩ ! Et 1 kΩ à 100 MHz...
Même isolé galvaniquement, un câble doit être plaqué ! Seule la fibre échappe à ce défaut, la distance d'ouverture du circuit n'est pas de quelques mm !
!

Chemins de câbles pour l'équipotentialité :

Cablofil, chemin de câbles CEM
Notons les clinquants métalliques qui assurent une bien meilleure continuité en haute fréquence que la simple cablette, ici dessinée en vert... Une belle réalisation de chemins de câblesChemins de câbles correctement reliés
Arrondi doux et sans rupture, reprises à 90° complètes...
.
Et une très mauvaise équipotentialitéCablofil assemblés avec des isolants...
Equipotentialité assurée par des isolants !
!




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Masse (terre ? ) propre et masse sale !

La seule solution est l'équipotentialité des masses !
La terre ? Si elle était utile, sauf pour évacuer la foudre, les avions s'écraseraient chaque fois qu'ils croisent un éclair...
Comme ils constituent une cage de faraday, leur potentiel peut changer sans souci, comme l'oiseau peut passer d'un fil à l'autre sans s'électrocuter : il ne fait que changer de potentiel, sans subir de différence de potentiel !
Les appareils électroniques ont tous un plan de masse, feuille d'aluminium voire couche de nickelaérosol nickel conducteur CEMAvec un aérosol au nickel par exemple, on peut apposer une couche conductive sur un boîtier plastique isolant.

Conclusion en images :

Masses maillées industrie
Ci-dessus un schéma correct. Et l'ancienMasses en étoile industrie
Masse en étoile, Z est très élevé favorisant l'apparition de tension et pire, si un câble de capteur vient boucler le tout... Une intensité parasite !
à éviter !

Vidéos plan de masseVidéo, démonstration plan de masse en CEM au dernier bloc savoir : 7.





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L'équipotentialité des masses est importante e...


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Crée le 26 / 06 / 2017, der. màj le 01 / 07 / 2018 par : Guillaume (Guillaume DUPAS)
Contributeur Guillaume DUPAS Gu5835e07c1389f
Cours vu 6775 fois
Difficulté : ★★★★★
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