Fusible (électricité)

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Fusible verre

En électricité et électronique, un fusible est un organe de sécurité dont le rôle est d'interrompre le courant électrique dans le circuit électrique qu'il protège en cas de défaut. Son nom vient du fait qu'il fonctionne par fusion d'un filament.

[modifier] Fonctionnement

fusible HT 16 ampères ; 17,6 kV

Le but est de protéger le ou les circuits électriques soumis à une surintensité.
Le courant demandé par le circuit électrique traverse entièrement le fusible, lorsque le courant dépasse (une valeur spécifique pendant un temps précis) le calibre, la partie conductrice du fusible fond et ouvre le circuit. Certains modèles de fusible sont munis d'un voyant mécanique indiquant le fonctionnement du fusible.
Le temps nécessaire pour que le fusible fonde est fonction de la valeur du sur-courant. Une faible surintensité peut être supportée indéfiniment. L'ordre de grandeur de la précision d'un fusible est de (-0% +100%) de sa valeur nominale : il supporte toujours son courant nominal (-0%) mais, certains exemplaires peuvent supporter le double (+100%). Cela confine son usage à la protection contre les pannes franches.
Un fusible est caractérisé par son courant nominal, son I²t (produit du carré du courant par le temps : cette grandeur est proportionnelle à l'énergie absorbée par le fusible), par son pouvoir de coupure qui doit être supérieur au courant de court-circuit de l'endroit où il est placé, par la tension maximale de coupure (présente à ses bornes une fois ouvert), et éventuellement, par sa résistance.

[modifier] But

Quelques fusibles utilisés dans les appareils électroniques

L'ouverture interrompt le courant protégeant le circuit contre les conséquences néfastes de la surintensité (échauffement allant facilement jusqu'à l'inflammation des matériaux inflammables au contact ou à proximité du circuit) provoquant couramment des incendies.
Par contre, il ne protège en aucun cas les personnes contre les électrocutions, un courant trop faible pour être surveillé par un fusible peut être dangereux pour une personne ou un animal.
Étant relativement lent, le fusible ne protège généralement pas les semi-conducteurs qui, plus fragiles, sont détruits avant que le fusible ne se déclenche. Cependant, il limite efficacement la propagation de la panne.

[modifier] Type de fusibles

Tous les fusibles assurent la protection du circuit qu'ils protègent par l'interruption du courant, encore faut-il que le fusible soit correctement choisi aussi bien au niveau du calibre que de la courbe de réponse (type de fusible). Les fusibles ne sont pas adaptés pour la protection des personnes même s'il en existe avec des calibres de faible valeur.

Il existe principalement 3 types de fusibles :

Le fusible à usage général (fusible gG) offrant une protection contre les surcharges et les courts-circuits, le plus courant en domestique.
Le fusible accompagnement moteur (fusible aM) qui est utilisé pour la protection contre les courts-circuits uniquement (souvent associé à un autre élément protégeant contre les surcharges), utilisé principalement dans l'industrie pour la protection des charges à fort courant de pointe (moteurs, primaires de transformateurs entre autres).
Le fusible à fusion ultra-rapide pour la protection des semi-conducteurs (de manière que le fusible protège le semi-conducteur et non l'inverse).

Le standard IEC 60127 prévoit 4 types de fusibles : FF, F, T, TT. Chaque type est défini suivant le temps nécessaire pour couper 10x le courant nominal.

FF (very Fast), <1ms
F (Fast), 1-10ms
T (SlowBlow), 10-100ms
TT (Very slow acting), 100ms-1s^[1]

[modifier] Choix

Selon l'emploi : domestique ou industriel.
Forme : cylindrique ou à couteaux.
Avec voyant de signalisation ou non.

[modifier] Contrainte thermique

Lorsqu'il est utilisé avec un composant de protection du type semiconducteur (diode, diode transil), la contrainte thermique du fusible doit être inférieure :

I²t(fusible) < I²t(diode)

Très souvent la contrainte thermique de la diode est donnée pour 10ms (ITSM ou IFSM). La formule pour calculer le I²t est la suivante :

I²t = (I²TSM(10ms)/2).10-2

[modifier] Évolution

De plus en plus ce dispositif à fusion du fusible est remplacé par des organes de disjonction électromécanique, électronique réarmable ou encore "auto réarmable" de part leur constitution physique (thermistances à coefficient de température positif CTP). Mais l'utilisation du fusible reste avantageuse lorsqu'un fort pouvoir de coupure est nécessaire sous un volume réduit.