Comparer 120Volts à 240Volts – L’un est-il plus économe en énergie ? Effet du câblage 240V sur la durée de vie du moteur

Efficacité ou économies d’énergie des appareils de 240 volts par rapport à ceux de 120 volts & dispositifs:

Cet article décrit la différence entre le câblage d’un moteur électrique, tel qu’une pompe de puits, pour fonctionner à 120 volts par rapport à 240 volts et répond à la question commune de savoir si le câblage d’un appareil électrique pour fonctionner à un niveau de 240 volts plus élevé permettra ou non d’économiser sur la facture d’électricité en utilisant moins d’énergie.

La réponse courte est non, et les détails sont fournis ci-dessous. Croquis réalisé avec l’aimable autorisation de Carson Dunlop Associates. Les photographies et les croquis illustrent la tension, la résistance électrique et d’autres concepts de câblage électrique.

Nous fournissons également un INDEX D’ARTICLES pour ce sujet, ou vous pouvez essayer la BOÎTE DE RECHERCHE en haut ou en bas de page comme moyen rapide de trouver les informations dont vous avez besoin.

Câbler un moteur à 240V permet-il d’économiser de l’électricité par rapport au câblage pour le faire fonctionner à 120V ?

Comme nous l’abordons à la fois à AMPS VOLTS DETERMINATION et à VOLTAGE au SEC, le courant total (Amps) qui circulera dans un fil (conducteur électrique) est réduit de moitié si la pression (Volts) est doublée.

On peut délivrer deux fois la puissance ou l’énergie électrique (en courant ou en ampères) sur un fil # 12 en doublant la tension et en maintenant le courant inchangé, par exemple à 20 ampères.

Doubler à la fois la tension et doubler également l’ampérage permettrait de délivrer quatre fois la puissance ou l’énergie. Merci au lecteur Bob Hawley, pour une lecture attentive & édition de ce point.

Mais doubler la puissance ou l’énergie (exprimée plus précisément le courant mesuré en ampères) ne signifie pas que nous réduisons notre facture d’électricité de moitié.

Pourquoi pas ?

Notre photo de gauche montre un interrupteur de commande de pompe 240V.

Comme nous l’avons présenté à DÉFINITION DES VOLTS, le volt, formellement, est défini comme la différence de potentiel aux bornes d’un conducteur lorsqu’un courant d’un ampère dissipe un watt de puissance.

Cette définition n’est pas très utile aux consommateurs. En utilisant une analogie avec l’eau dans les tuyaux, les volts sont analogues à la  » pression  » de l’eau dans le système électrique.

Avoir une  » pression  » plus élevée dans un tuyau (ou un conducteur électrique) signifie que ce conducteur est capable de fournir plus d’énergie à l’utilisateur.

Plus loin dans cet article, nous expliquons plus en détail le POTENTIEL ÉLECTRIQUE.

Mathématiquement, la formule simplifiée suivante met en relation les volts, les watts et les ampères dans un circuit électrique

Volts = Watts / Ampères.

Les VOLTS sont égaux aux WATTS divisés par les AMPS .

L’utilisation de l’énergie électrique mesurée en watts

Les watts consommés (et donc la taille de votre facture d’électricité) pour faire fonctionner une pompe à eau ou d’autres moteurs électriques seront presque exactement les mêmes, que vous fassiez fonctionner la pompe câblée à 120 Volts ou à 240Volts.

En utilisant une analogie imparfaite de  » pression d’eau « , en envoyant de l’eau dans un tuyau pour faire bouger une roue hydraulique, si nous doublons la pression (volts) à laquelle nous fournissons l’énergie de l’eau pour pousser la roue, le nombre de gallons par minute (ampères) dont nous avons besoin pour faire le même travail est réduit de moitié.

Si nous gardons notre tuyau et notre roue à eau et tout le reste de la même façon, mais que nous envoyons de l’eau dans le tuyau pour pousser la roue à 240 psi, nous aurions besoin de la moitié de la quantité d’eau (mesurée en gallons par minute ou en  » ampères « ) pour faire tourner la roue au même rythme que si nous poussions sur la roue à 120 psi.

Les tensions des moteurs électriques sont similaires à cet égard. Si nous avons un moteur électrique qui est conçu pour fonctionner à 120V ou 240V (ce n’est pas le cas de tous), alors l’étiquette sur le moteur nous dira qu’à 120V (pression ou potentiel), le moteur de la pompe consommera environ deux fois plus d’ampérage (courant) qu’à 240V.

Notre étiquette (photo de gauche) indique que ce moteur électrique de pompe à jet de 1/2 cheval peut fonctionner soit à 115V à 10,8 Ampères de courant tiré, soit à 230V à 5,4 Ampères de courant tiré.

Avec cet exemple, si notre moteur de pompe électrique tire 10.8 Ampères lorsqu’il fonctionne sur un circuit de 120V, vous voyez sur l’étiquette du moteur qu’il tire 5,4 Ampères lorsqu’il est utilisé sur un circuit de 240CV.

10,8 Ampères = ?Watts / 120 ou en faisant l’algèbre, 120 x 10,8 = 1296 Watts lorsque notre moteur de pompe fonctionne à pleine charge et est câblé sur un circuit électrique de 120 Volts.

05,4 ampères = ?watts / 240 ou en faisant l’algèbre : 240 x 5,4 = 1296 watts lorsque notre moteur de pompe fonctionne à pleine charge et qu’il est câblé sur un circuit électrique (nominal) de 240 volts.

Le compteur électrique d’un bâtiment mesure la consommation d’électricité en kilowattheures (KWH). Si vous faites fonctionner un chauffage électrique de 1000W pendant une heure, vous venez de consommer 1 KWH d’électricité. Donc, la pompe coûte essentiellement exactement la même chose à faire fonctionner à l’un ou l’autre niveau de tension.

Alors, quels avantages avons-nous à faire fonctionner un moteur électrique à 240V plutôt qu’à 120V ?

La plupart des moteurs électriques auront un peu plus de facilité à commencer à tourner à une tension plus élevée. Et pour le même prélèvement d’ampérage, à 240V, un fil de circuit de plus petit diamètre peut être autorisé – le circuit est donc un peu moins coûteux.

Enfin, sur un long circuit, la chute de tension due à la résistance du fil lui-même sera moindre à 240V qu’à 120V. Cependant, séparément, certains experts soulignent que les circuits à haute tension sont potentiellement plus dangereux.

En somme, la facture d’électricité est à peu près la même, mais à 240V, la pompe a un peu plus de facilité à démarrer, elle peut donc avoir une durée de vie un peu plus longue, et le câblage pourrait être moins coûteux.

Les améliorations de l’efficacité de l’utilisation de l’énergie électrique sont légèrement meilleures à des tensions plus élevées (moins de pertes d’énergie), mais le fonctionnement d’une pompe à eau ne sera pas sensiblement plus ou moins coûteux entre les deux options.

Voir les DÉFINITIONS DES TERMES ÉLECTRIQUES pour les définitions des ampères, des volts, des watts, des ohms, etc.

Notre photo de gauche montre l’étiquette de données à l’intérieur d’un commutateur de contrôle de pression de pompe et montre que le commutateur pourrait être câblé pour 120V ou 240V si d’autres conditions de site et les spécifications de l’équipement le permettent.

Commentaire du lecteur : les moteurs 220/240 50/60HZ durent plus longtemps

(29 octobre 2015) RB Davis a dit :

La raison d’utiliser 220/240 50/60HZ est que les moteurs durent plus longtemps. C’est un fait bien connu qu’il est plus économique d’utiliser cela plutôt que le courant domestique.

Demandez-vous pourquoi l’industrie n’utilise pas des moteurs 120VAC dans les applications HD ?

Et nous savons tous que les produits HD sont meilleurs que les produits domestiques.

Certains faits viennent de l’expérience pratique et de la sagesse générale que l’âge et l’expérience fournissent, Toutes les choses ne sont pas « par le livre » ou apparentes par de simples équations mathématiques. – RB DAVIS – Ingénieur en électromécanique, formellement avec les relais Struther-Dunn.

Ne vous précipitez pas pour recâbler votre pompe de puits de 120V pour la changer en 240V

Le contacteur de contrôle de pression de pompe sur notre photo de gauche a des contacts qui lui permettent d’être câblé pour fonctionner à 120V ou 240V. Mais nous ne savons pas si le moteur de la pompe lui-même peut fonctionner à l’une ou l’autre tension.

Premièrement, assurez-vous que le moteur de la pompe et la commande sont étiquetés pour indiquer que l’un ou l’autre niveau de tension est autorisé avec l’équipement que vous avez installé.

Deuxièmement, nous ne savons pas si le moteur de la pompe, même s’il peut fonctionner à 240V, ne nécessitera pas également un interrupteur de commande de pompe plus robuste que ce relais.

Deuxièmement, il y aura quelques coûts supplémentaires lors du changement du niveau de tension auquel un moteur électrique va fonctionner.

Même si les fils électriques peuvent rester inchangés (lors du passage de l’UP de 120V à 240V), la protection contre les surintensités (disjoncteur ou fusibles) devra être changée pour protéger correctement et en toute sécurité le circuit électrique.

Dans les deux cas, si nous dépassons le courant nominal d’un fil électrique, il deviendra chaud, risquant de provoquer un incendie. C’est pourquoi nous utilisons des dispositifs de fusibles (ou des disjoncteurs modernes), pour limiter le flux de courant sur les conducteurs électriques à un niveau sûr afin d’éviter les surchauffes et les incendies.

Certaines commandes de moteur, mais peut-être pas toutes, comme les interrupteurs de commande de pompe de puits, peuvent être recâblées pour fonctionner à l’une ou l’autre tension. Mais si ce n’est pas le cas, vous devrez remplacer l’interrupteur de commande de la pompe.

L’interrupteur mural pour arrêter la pompe de puits devra être changé et recâblé si vous changez la tension desservant la pompe.

Alors, quand pourrions-nous effectuer ces changements ? Certainement lorsqu’une nouvelle pompe de puits est installée ou lorsque d’autres travaux électriques sont effectués sur un bâtiment, ce serait le moment de demander à votre électricien agréé ce qu’il en est du câblage de la pompe et de la tension du circuit.

Reader Q&A – voir aussi la série de FAQ dont le lien figure ci-dessous

Le 2020-10-31 – par (mod) –

Gabriel:
Non. Dans l’article ci-dessus, nous lisons
Les watts consommés (et donc l’importance de votre facture d’électricité) pour faire fonctionner une pompe à eau ou d’autres moteurs électriques seront presque exactement les mêmes, que vous fassiez fonctionner la pompe câblée en 120 Volts ou en 240Volts.

Le 2020-10-31 par gabriel

Est-ce qu’il y a une économie significative en utilisant un séchoir à linge de 220 volts plutôt que de 120 volts

Le 2020-06-03 par Anonyme

J’ai le circuit 13, le circuit 15, le circuit 17 fonctionnant à un débranchement de 60A pour hvac.

Le 2020-06-03 – par (mod) –

Anon
Apologies mais je pense que je manque quelque chose.
Quel débranchement ? Fonctionnant comme un panneau secondaire ?
Les 3 circuits sont-ils câblés au boîtier de déconnexion ou le déconnecteur commute-t-il un autre panneau dans lequel les circuits sont effectivement câblés à des disjoncteurs individuels.
Si ce dernier, les 3 circuits sont chacun acheminés vers leur propre disjoncteur individuel avec l’ampérage approprié pour correspondre à la taille du fil (par exemple, 15A #14 cuivre, ou 20A #12 cuivre),
et
ensuite, à partir du sous-panneau, un seul câble de 60A est acheminé vers le déconnecteur du panneau. Veillez à étiqueter le réseau principal, les sous-réseaux, etc.

Le 2020-06-03 par Anonyme

J’ai 3 circuits qui courent vers le sectionneur 60A 240V. Combien de câbles dois-je tirer vers le sectionneur ?

Le 2020-03-30 par (mod) – Le 220/240 volts résidentiel est en fait 2 lignes de 110/120 volts, 110/120 volts à la terre mais 220/240 volts entre les deux fils

Merci pour les détails supplémentaires, Lee.

Le 2020-03-30 par Lee G

Le 220/240 volts résidentiel est en fait 2 lignes de 110/120 volts, 110/120 volts à la terre mais 220/240 volts entre les deux fils. En regardant une chute de service résidentiel à partir du poteau électrique, vous verrez 2 grands fils isolés noirs, chacun 1 est 110/120 volts, le grand fil de support tressé est la terre. Derrière le panneau de service qui contient tous les interrupteurs de disjoncteur, les fils vert et blanc sont connectés ensemble, le fil de terre sur un appareil ou un dispositif est de donner à la puissance un chemin alternatif à la boîte de disjoncteur si le fil neutre blanc est compromis et le disjoncteur se déclenchera toujours en utilisant le fil vert et pas une personne sans méfiance qui touche l’appareil. Comme note latérale…. les fiches ont 1 lame large (et 1 normale plus le grd en forme de U) donc la lame étroite de charge (puissance) conduit le courant directement à l’interrupteur marche-arrêt comme cela empêche l’appareil d’avoir le circuit complet sous tension car s’il était sous tension et avait un court-circuit et branché avec les lames inversées quelqu’un pourrait s’électrocuter s’il le touchait et complétait le circuit au grd (sol mouillé ou toucher le robinet, etc).

Le 2020-03-13 – par (mod) –

Merci pour votre lecture attentive, Dennis et pour avoir pris le temps de commenter. Je vais revoir et modifier l’article ci-dessus en conséquence.

Le 2020-03-13 par Dennis Motl

L’affirmation suivante est FAUX.
Mais doubler la puissance ou l’énergie ne signifie pas que nous réduisons de moitié notre facture d’électricité. Pourquoi pas ?
Les mots « puissance ou énergie » devraient être « tension »

Le 2019-01-26 – par (mod) – puis-je brancher un appareil de chauffage de 220 V dans une prise murale de 120 V ?

Non, Jim, un appareil de chauffage électrique de 240 VCA, si vous pouviez le brancher sur un circuit de 120 VCA (la prise murale ne correspondra pas à la prise murale) ne fonctionnerait pas correctement et pourrait être dangereux.

De même, un radiateur électrique 120VAC, si vous pouviez le brancher sur un circuit 240VAC, surchaufferait et risquerait de provoquer un incendie.

Le 2019-01-25 par Jim

J’envisage d’acheter deux petits appareils de chauffage d’appoint. La cote est de 200/240. Est-ce que ceux-ci fonctionneront en utilisant une prise de 120 Colt ?

Le 2018-12-24 – par (mod) – plus sur le fonctionnement d’un moteur électrique à une tension plus élevée : câblage de moteur à double tension

Merci pour le commentaire, Chris.

Le 2018-07-09 par Chris

Dans l’exemple du moteur à courant alternatif 120/240 volts oui, vous auriez deux fois la tension et deux fois l’ampérage si le moteur était prévu pour 120 VAC seulement.

Un moteur à double tension aura un autre jeu de prises pour le convertir en 240 vac, donc le courant sera divisé par deux et le moteur fonctionnera normalement.

Achetez des moteurs à double tension si vous voulez plus d’options.

Si vous doublez la tension et que la résistance reste la même, le courant suivra la tension et doublera également.

Attention : Ainsi, par exemple, un appareil de chauffage d’appoint avec seulement une cote de 120 volts qui est branché à 240 volts ac sera surchargé et tombera en panne en raison d’une surchauffe et d’un risque d’incendie possible.

Question du lecteur : câblage pour une double tension afin que nous puissions commuter d’avant en arrière

(17 août 2011) bill abrams a dit :

ce serait bien de câbler pour une double tension afin que je puisse faire fonctionner la pompe à partir d’un inverseur de 120v pendant une panne de courant. Quelqu’un a-t-il essayé cela ?

Réponse:

(17 août 2011) (mod) a dit:

Bill les pompes avec lesquelles j’ai travaillé (ce qui n’est pas beaucoup) devaient être ouvertes et les cavaliers déplacés pour sélectionner une source d’alimentation (pour les pompes capables de 120/240V.

Il n’y a aucune raison pour laquelle on ne pourrait pas câbler une pompe pour qu’elle fonctionne dans les deux sens, à condition que le basculement comprenne un interrupteur d’isolement pour être sûr qu’il s’agit d’une proposition  » ou bien ou bien « .

Question du lecteur : pourquoi utilise-t-on des lumières de 12 V plutôt que des lumières de 12 V dans une piscine ?

(21 mai 2012) nick monte a dit :

swim pool inground lite – quelle est la raison pour évaluer les lumières de piscine à 12 volts ou à 120 volts ? 12 v est 168,00 $ contre @324,00. Est-ce le coût de l’énergie ?

Reply:

Nick, le câblage pour 12 V est généralement plus petit, plus facile à exécuter, moins coûteux ; potentiellement, la tension inférieure peut être moins risquée.

Commentaire du lecteur : L’utilisation commune de 240 V en Europe permet d’économiser des coûts d’énergie sur la chute de tension

(21 août 2012) Bill a dit :

En Europe, ils utilisent 240 V pour économiser des coûts d’énergie sur la chute de tension. C’est logique, mais aux États-Unis nous ne pouvons pas le faire, parce que nos prises électriques, cordons, etc sont autour de l’ère jurassique !

Lorsque nous visitons l’Europe, nos enfants ne peuvent pas être zappés par du 240V, car leurs (dans la partie civilisée de l’UE) prises sont à 99% à l’épreuve des enfants.

On ne peut pas pousser les broches métalliques dans la prise, il faut une vraie fiche électrique pour ouvrir ces petites protections de sécurité.

Ici, aux USA, il suffit d’un tournevis pour tuer son enfant dans une prise. Home Depot vend ces prises inviolables, mais si j’en ai qui dit que mon voisin en a pour que je puisse envoyer mes enfants chez lui.

Autre chose que j’ai remarquée, nos prises pendent en révélant ces broches métalliques qui entrent dans la prise et il suffit de faire tomber une broche métallique (ie. hangar) en croix sur le dessus pour avoir un gros boom. En Europe, au moment où vous verrez du métal, c’est déjà débranché.

Quel dommage…. Il est temps de faire une mise à niveau mes concitoyens !

Be safe,
Bill

Commentaires de lecteurs sur les volts, les watts, & le courant (ampères)

5/4/2014 fred a dit :

110/115/120/220/230/240/1000000 volts.

Les appareils utilisent de la puissance – C’est tout. La puissance est tout ce qui compte.

Si un appareil est évalué disons 1KW, 1000 Watts, alors s’il est utilisé sur une alimentation de 120 volts, il a besoin de 1000/120 (ampères). Cela représente 8,33 ampères.

Un autre appareil de 1000 watts alimenté par un système de 240 volts n’aurait besoin que de 1000/240 (ampères) = 4,166.

Un autre appareil de 1000 watts alimenté par un supple de 1000 volts ne consommerait que 1000/1000 ( ampères) = 1 ampère.

Les concepteurs détermineront le courant nécessaire pour donner les 1000 watts de puissance dont l’appareil a besoin en connaissant la tension à l’endroit où il sera utilisé. Au Royaume-Uni, ce sera 230 v. Ici, ce sera très probablement 120 volts pour un petit appareil qui ne consomme que 1KW.

Tout ce qui est branché dans la prise/réceptacle typique de 120 volts ici aux États-Unis aura une valeur nominale en watts. Il est assez courant de dire que quelque chose est un aspirateur ou une perceuse de 6 ampères ou autre. Vous pouvez dire cela parce que la tension est fixée à 120 et que citer le courant est une façon d’exprimer la puissance. Mais en réalité, la bonne façon de citer la puissance de quelque chose est en Watts ou en KWatts. K signifie 1000.

Les ampères multipliés par la tension sont des watts. Donc chaque fois que la tension augmente, le courant diminue pour la MÊME puissance.
2 ampères à 200 volts, c’est 400 Watts. Mais 20 ampères à seulement 20 volts, c’est aussi 400 watts.

Les fabricants d’appareils électroménagers vont travailler sur le courant nécessaire pour donner la puissance requise à 120 volts. Ils pourraient fabriquer un appareil identique mais fonctionnant sur 240 volts disons et toujours 400 watts.

Vous pourriez faire fonctionner quelque chose sur 240 volts qui n’est pas une grosse charge ( prend beaucoup de courant), comme un four. Cela ne signifie pas que parce que vous utilisez une prise de 240 que cela doit signifier beaucoup de puissance ( Watts). Vous avez peut-être une horloge électrique connectée à une alimentation de 240 volts, comme cela est courant au Royaume-Uni.

Elle a une puissance nominale de seulement 2 Watts ! Le courant qu’elle utilise est donc de 2W/240V = 0,0083 ampère ( 8,3 millampères) – pas beaucoup.

Reply:

Merci, Fred, votre récapitulation des ampères, volts, watts et Kwatts aidera sûrement certains lecteurs. I’ll copy the text into the article above. Use our CONTACT link to send me an email note if you want to be credited by name, contact info &c.

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