Nous utilisons l’électricité pour faire bien plus que chauffer nos maisons et nos bureaux. L’électricité alimente notre monde, du divertissement à l’éclairage en passant par les communications et bien plus encore.
Mais la plupart d’entre nous vivent loin de l’endroit où l’électricité est produite. C’est là que la fonctionnalité de base d’une simple pièce d’équipement électrique appelée conducteur entre en jeu. Les câbles et fils de batterie sont constitués de conducteurs, comme tous les autres types de câbles et fils électriques.
Ces conducteurs, pour être utiles, doivent “conduire” un flux d’électrons. Décortiquons tout cela, petit à petit.
Les caractéristiques d’un bon conducteur
Fait amusant : il existe en fait trois principaux types de conducteurs, à savoir les conducteurs thermiques, les conducteurs acoustiques et les conducteurs électriques, qui font l’objet de cet article.
Dans le cas des conducteurs électriques, il existe trois variables dont vous devez tenir compte pour comprendre ce qui fait un bon conducteur : le courant, la résistance et la tension. La plus importante est la résistance, et vous ne serez pas surpris d’apprendre qu’elles sont toutes liées entre elles.
Le courant est une mesure du flux d’électricité, et la résistance est la mesure de la quantité d’électricité qu’un matériau “repousse” contre le courant. En multipliant ces deux quantités, on obtient le potentiel électrique, également appelé tension. La tension est la “force” de l’énergie électrique, ou la quantité qu’elle veut “pousser” à travers un conducteur.
Plus la résistance est élevée, plus le conducteur est mauvais. Les conducteurs présentant une résistance élevée s’échauffent, fondent ou laissent échapper de l’énergie électrique par le biais d’une forme de décharge, le plus souvent connue sous le nom de décharge corona, dans laquelle l’air subit une rupture électrique et le potentiel électrique “s’échappe”.
Plus la résistance est faible, plus les électrons peuvent circuler facilement dans un matériau sans s’échauffer ou perdre du potentiel.
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Les matériaux à faible résistance sont généralement des métaux, car ils possèdent ce que l’on appelle des “électrons libres”, ce qui signifie que les électrons peuvent se déplacer facilement dans le matériau.
Pour être clair, ces électrons ne sont pas tout à fait “libres”. Ils sont toujours liés aux atomes qui composent les métaux qui les constituent. C’est juste qu’il est plus facile de les libérer des coquilles électroniques qui les contiennent.
Ainsi, lorsque vous dirigez un flux d’électrons à travers des matériaux comme ceux-ci (qui sont de bons conducteurs), il y a peu de résistance. En d’autres termes, les métaux ne “veulent” pas des électrons, ce qui leur permet de poursuivre leur chemin.
Principaux matériaux conducteurs des fils de câbles de batterie
Il existe de nombreux matériaux différents qui sont utilisés comme conducteurs électriques, les plus courants étant les quatre métaux précieux et semi-précieux suivants.
Argent
L’argent est le meilleur conducteur électrique parmi tous les éléments. Cependant, il est très rarement utilisé comme conducteur, la raison étant qu’il est beaucoup trop réactif pour servir dans un tel rôle. Malgré le fait que l’argent offre très peu de résistance au courant électrique, l’extérieur se ternit rapidement, ce qui donne lieu à ce que l’on appelle “l’effet de peau”, qui crée un flux électrique inégal. Une autre raison pour laquelle l’argent est rarement utilisé est que son coût est prohibitif. (Remarque : les fils et câbles de qualité marine, qui sont utilisés dans les environnements marins, ne sont pas en argent ; ce sont des conducteurs en cuivre étamé. L’étain est utilisé pour protéger les câbles de la corrosion).
Cuivre
Le cuivre est de loin le conducteur électrique le plus utilisé dans les milieux industriels, commerciaux et résidentiels. Il offre une conductivité similaire à celle de l’argent, et il est moins réactif (bien qu’il le soit toujours.) Le cuivre est lourd, mais il est aussi malléable et ductile, et beaucoup plus abordable que l’argent. De nombreux conducteurs électriques sont des conducteurs en cuivre pur recuit, qui sont doux, ductiles et très conducteurs. (Un conducteur peut également être constitué de brins de cuivre, auquel cas il sera appelé câble au lieu de fil. L’amélioration du nombre de brins permet d’améliorer la flexibilité des câbles).
L’or
L’or est un autre conducteur exceptionnel, et il présente deux gros avantages par rapport au cuivre et à l’argent : il est non réactif, donc il ne se ternit pas. Toutefois, comme vous pouvez l’imaginer, l’utilisation de l’or comme conducteur est extrêmement coûteuse, de sorte qu’il n’est utilisé que dans des applications très spécialisées.