Les relais : fonctionnement et utilité
Plan de l'article :
Dans les soucis électriques liés aux automobiles, on entend souvent parler de relais. Mais qu'est-ce donc cette chose là et à quoi sert-elle ?
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L'utilité des relais
Autrefois il n'y avait pas de relais dans les autos, on avait simplement une source d'énergie (batterie) reliée à des accessoires, avec donc un interrupteur sur le chemin pour allumer ou éteindre l'accessoire en question.
Ce montage est certes simple et économique à réaliser mais il a quelques défauts ...
Montage d'autrefois (sans relais donc). Simple à comprendre
Tout d'abord cela induit un courant de forte intensité sur tout le chemin électrique dans le cas d'organes très énergivores, on a donc dans l'auto du câblage qui chauffe sur de grandes sections (en raison de la résistance induite) risquant ainsi un incendie. De plus, le circuit d'alimentation est alors un peu plus long (il doit aller de la batterie à l'accessoire en passant par l'interrupteur), ce qui induit alors des pertes électriques importantes (plus un fil électrique est long plus il perdra du jus en route) et donc potentiellement une consommation plus importante au niveau de la batterie pour combler ou alors un déficit de puissance à l'organe alimenté. Enfin, il faut des interrupteurs résistants car ils doivent subir une charge liée à celle de l'accessoire qu'il faut nourrir (et certaines sont costaudes comme la charge liée au démarreur par exemple), et les relais sont particulièrement étudiés pour bien résister à ces contraintes (ils limitent la formation de poussière liée aux arcs électriques).
Les ingénieurs ont donc décidé de scinder ce circuit en deux pour réduire la longueur des faisceaux liés à la puissance électrique : le circuit de commande et le circuit de puissance. Celui de commande est de basse intensité car il ne sert qu'à alimenter de petits électroaimants nécessitant peu de courant. Celui de puissance (qui alimente les organes) doit en revanche transmettre de l'énergie aux organes électriques de l'auto et aura donc besoin de beaucoup de courant induisant un effet Joule (câble qui chauffe).
Le scindage en deux du circuit (puissance et commande) induit aussi deux platines de fusibles.
La conséquence de cette disposition est d'avoir deux platines de fusibles, une dans l'habitacle (elle s'appelle UCH Unité de Contrôle Habitacle) et l'autre dans le compartiment moteur près de la batterie généralement (elle s'appelle UPC pour Unité de protection et de commutation). Car chacun des circuits est logiquement protégé pour des raisons évidentes de sécurité, avec des fusibles taillés plus gros pour le circuit de puissance.
Principe de fonctionnement du relais
Son rôle principal est donc d'être un banal interrupteur. Mais ce dernier étant loin de vos mains, il est donc actionnable à distance.
En effet, un relais actionne un interrupteur interne quand on lui envoie du courant électrique. Mais comment cela est-il possible ? On utilise simplement un électroaimant, c'est à dire un aimant commandé.
Le système au "repos" (on n'a pas activé l'interrupteur mécanique sous la borne 86)
Il faut savoir que l'électricité qui passe dans un câble induit un champs magnétique, c'est à dire qu'il devient tout simplement un aimant. Sachez d'ailleurs qu'électricité et magnétisme sont deux faces d'une même pièce : c'est l'électromagnétisme. En utilisant ce précédé on peut alors avoir un actionneur pilotable à distance : quand j'envoie du jus au relais l'électroaimant (une bobine) est activé, ce qui fait bouger mon interrupteur !
Pour polariser et accroître cet effet naturel (et donc obtenir un aimant "virtuel" + -), il faut disposer le fil conducteur (généralement du cuivre) en spirale, c'est ce que l'on appelle le solénoïde. Quand on envoie du courant dans la bobine un aimant se met alors à apparaître miraculeusement (champs magnétique polarisé induit par le courant électrique), ce qui actionne alors l'interrupteur du circuit de puissance qui va alors alimenter l'organe voulu (phares, clignotants, démarreur etc.).
Quand on active l'interrupteur manuel, cela induit un courant dans la bobine qui créée alors une force magnétique (aimant) qui fera bouger l'interrupteur de puissance
Borne 87a ?
En plus des 4 broches habituelles il y peut y avoir la broche 87a en plus de la 87. Il s'agit ici de l'inverse de la 87, à savoir qu'il y a tout le temps un contact (donc interrupteur activé) à part lorsqu'on fera fonctionner le solénoïde du relais. Donc si je résume, la fiche 87 est un interrupteur ouvert (non actif) : il se ferme quand le solénoïde est électrisé. La fiche 87a est un interrupteur fermé (actif donc) et s'ouvre quand le solénoïde est électrisé.
Différence entre fusible et relais ?
C'est donc très simple, un relais est un interrupteur activable à distance et un fusible est une chose qui est prévue pour céder quand un courant trop important le traverse. Il s'agit simplement d'un fil métallique calibré plus ou moins épais pour qu'il résiste plus ou moins à la chaleur induite par l'effet Joule.
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