Le fil de douze AWG et les circuits de vingt ampères vont si bien ensemble que les questions proviennent généralement d'une source différente. Il se peut que l'installateur ait un morceau de 12/3 restant d'un projet de câblage antérieur ou peut-être que le fournisseur n'a que des câbles 12/3 en stock. La question se pose de savoir si la présence d'un conducteur supplémentaire a des conséquences pour le câblage domestique. La réponse semble simple mais soulève certaines questions de code qui affectent l'utilisation des fils, y compris les limitations de petits conducteurs dans le Code Électrique National, la manière dont le fil de douze AWG peut transporter vingt ampères avant que des problèmes de chute de tension ne surviennent, quels avantages peut offrir un conducteur supplémentaire, et ce qui peut se passer si un conducteur est jugé sous-dimensionné. Le guide suivant discute de tous ces aspects ainsi que des exigences d'installation pour les prises.
Réponse courte : En effet, le fil de cuivre 12/3 est adapté pour un circuit de prise de 20 A et correspond à la taille de fil minimale requise dans le Code Électrique National (NEC) mentionnée dans l'Article 240.4(D). Le “3” indique que le câble a trois fils isolés, c'est-à-dire noir, rouge et blanc, plus un fil de terre nu. Ainsi, vous n'avez besoin que d'un fil noir et d'un fil blanc dans un circuit de 20 A normal, le fil rouge étant laissé inutilisé ou utilisé dans un circuit dérivé. Un fil de 12/3 devrait être 15-30% plus cher que le 12/2, et l'autre fil affecte les calculs de remplissage de boîte. En ce qui concerne la chute de tension, le 12 AWG fonctionne bien à 20 A jusqu'à environ 40-50 pieds. Après environ 75 pieds, la chute de tension dépassera 3% spécifié par le NEC pour les circuits, et un 10 AWG devrait être utilisé.
La méthode de nommage des câbles électriques est simple car elle ne nécessite que deux chiffres, qui sont tous deux significatifs.
Le premier chiffre indique le calibre du fil en utilisant le Système de Calibre de Fil Américain. Par exemple ; un calibre de fil de 12 AWG est un fil de cuivre de 2,05 mm de large. Le deuxième chiffre signifie combien de conducteurs il y a dans le fil. Dans l'exemple du nom de fil 12/3, cela signifie qu'il y a trois conducteurs isolés au total. Dans le cas du câble 12/3 NM-B, les trois conducteurs sont noir, rouge et blanc isolés. Il y a aussi le quatrième fil qui est le fil nu.
Ainsi, 12/3 n'est pas un produit unique ; il représente plutôt un simple fil de calibre douze. D'où le type de fil 12/2 dans son sens et ses qualités. En Amérique, les couleurs des fils déterminent leur rôle ; les fils noir et rouge sont les fils sous pression électrique, le fil blanc est le fil qui ne passe aucun courant, tandis que le fil nu est utilisé pour connecter tous les appareils dans un circuit requis. Les conventions qui s'appliquent aux appareils alimentés par ces conducteurs sont couvertes dans notre aperçu des différents types d'interrupteurs utilisés dans les installations électriques, et la même logique s'applique au câblage des prises.
Dans le cas de la création du circuit pour un appareil électrique standard de 20 A, il doit y avoir un fil sous tension, un fil neutre et la mise à la terre effective nue. Par conséquent, un fil 12/2 peut être appliqué et le quatrième n'est pas du tout nécessaire ; cependant, la question se pose de savoir si le fil surplus peut affecter le fonctionnement du câble.
Les directives sont concises et claires.
Limitations de surintensité pour les petits conducteurs. L'article 240.4(D) du Code électrique national (NEC) limite la protection contre les surintensités pour les petits conducteurs, limitant l'utilisation de 14 AWG à 15 ampères, 12 AWG à 20 ampères et 10 AWG à 30 ampères. Ainsi, en raison de la capacité limitée à éliminer la chaleur pendant son fonctionnement, 12 AWG devient le fil recommandé pour un circuit de 20 A tandis que 14 AWG ne peut pas remplir ce rôle, même s'il est pratiquement capable de le faire.
Ampacité. Lorsqu'on considère l'ampacité, il est crucial de prendre en compte le type de conducteur ainsi que la température de l'isolation et les conditions d'installation. En ce qui concerne le cuivre 12 AWG, on peut se fier à la valeur de 20 A spécifiée en association avec 60°C et à la valeur de 25 A associée à 75°C. Le câble NM-B est le plus souvent considéré par rapport à la classification de 60°C, ce qui signifie que 20 A est exactement la valeur dont on a besoin, sans aucune marge de sécurité supplémentaire. Cependant, si la température ambiante est trop élevée ou si les conducteurs sont regroupés, la réduction de capacité commencera à affecter l'ampacité pratique.
Conducteurs qui ne sont pas utilisés. Rien n'interdit l'utilisation de conducteurs inutilisés. La seule exigence est que ces conducteurs soient correctement terminés, évitant ainsi les courts-circuits.
Remplissage de boîte. En termes de remplissage de boîte, c'est là que le besoin d'un conducteur supplémentaire peut réellement entraîner des coûts. Selon l'article 314.16 du Code électrique national (NEC), la somme de tous les conducteurs doit être prise en compte. Lors de l'incorporation d'un quatrième conducteur isolé dans un parcours de câble, il faut vérifier que la boîte peut l'accueillir.
Un conducteur qui n'est pas utilisé peut être réutilisé de manière bénéfique s'il est planifié avec soin, comme expliqué ci-dessous.
| Option | Comment cela fonctionne | Exigences et mises en garde |
|---|---|---|
| Terminez-le et laissez-le | Terminez le conducteur rouge avec un connecteur à chaque extrémité et marquez-le comme inutilisé | Entièrement conforme ; comptez-le pour le remplissage de boîte ; laissez-le suffisamment long pour l'identifier plus tard |
| Circuit de branche multi-fils | Noir et rouge alimentent deux circuits séparés qui partagent le neutre blanc unique | Nécessite les deux conducteurs non mis à la terre sur des phases opposées et la déconnexion simultanée de tous les conducteurs au panneau, généralement par un disjoncteur à deux pôles ou un lien de poignée approuvé ; les arrangements GFCI et AFCI nécessitent de la prudence |
| Deux réceptacles, un câble | Alimenter le premier réceptacle en noir, enchaîner à une seconde position en rouge, ou diviser un réceptacle duplex | Autorisé lorsque la boîte et la classification de l'appareil le permettent ; un duplex divisé nécessite un onglet de rupture et, dans certaines configurations, un disjoncteur à deux pôles |
| Commutation à trois voies ou à plusieurs emplacements | Utiliser le noir et le rouge comme conducteurs de voyage entre les interrupteurs | Une utilisation légitime du 12/3, bien que le circuit soit un circuit d'éclairage plutôt qu'un circuit de réceptacle |
| Circuit 240 V | Noir et rouge comme les deux conducteurs non mis à la terre, terre pour la sécurité, blanc capuchonné | Ne peut pas alimenter un réceptacle standard de 120 V ; nécessite un appareil de 240 V ou une charge de 240 V |
Examinons de près le circuit multi-fil, car c'est la raison derrière l'achat du fil 12/3. C'est une erreur très typique, donc cela vaut la peine d'y réfléchir attentivement. Lorsque deux circuits partagent le même fil neutre, le courant à travers ce fil égalise les deux circuits au lieu de les additionner, ce qui ne fonctionne que lorsque les fils proviennent de deux phases différentes. Il est important de bien comprendre cela, car sinon le fil neutre devra transporter le courant total des deux circuits, d'où la loi exige que dans de tels cas, le circuit soit déconnecté de l'alimentation immédiatement, et l'utilisation d'un interrupteur à deux pôles est la pratique courante dans de tels cas. Dans le cas où le circuit multi-fil alimente des équipements qui devraient dépendre des disjoncteurs GFCI, cela devient beaucoup plus complexe et en fait, de nombreux électriciens choisissent de ne pas utiliser ce type de circuit dans les cuisines et les salles de bains.
L'ampacité indique si le fil va surchauffer, tandis que la chute de tension détermine si l'équipement à l'autre extrémité fonctionne correctement.
Selon le NEC, la chute de tension dans un circuit de dérivation ne doit pas dépasser 3%, tandis que la chute de tension totale du point de service au point d'utilisation ne doit pas dépasser 5%. Le NEC permet donc une certaine variation par rapport à ces valeurs dans le code résidentiel, mais elles existent toujours.
La raison des valeurs ci-dessus est que l'équipement se comporte mal en raison de faibles tensions. À faibles tensions, les moteurs fonctionnent à chaud, l'électronique se réinitialise et les charges résistives ne fonctionnent pas comme prévu.
Le fil de cuivre de douzième calibre a une résistance d'environ 1,93 ohms par 1 000 pieds à la température de fonctionnement. Dans un circuit de 120 volts, la chute de tension totale lors du transport de 20 ampères est calculée comme présenté ci-dessous.
| Distance unidirectionnelle | Chute de tension approximative à 20 A | Pourcentage de 120 V | Évaluation |
|---|---|---|---|
| 25 pieds | 1,9 V | 1.6% | Confortable |
| 40 pieds | 3,1 V | 2.6% | Dans la recommandation 3% |
| 50 pieds | 3,9 V | 3.2% | Légèrement au-dessus de la recommandation |
| 75 pieds | 5,8 V | 4.8% | Trop ; passez à 10 AWG |
| 100 pieds | 7,7 V | 6.4% | Clairement inadapté |
Sur une note pratique, les câbles de 12 AWG peuvent supporter jusqu'à environ 40-50 pieds et 10 AWG est adapté pour des longueurs d'environ 75 pieds ou plus. Étant donné que les circuits résidentiels ont de nombreuses prises qui se situent dans cette distance, la combinaison est considérée comme standard. Les distances dans le cas de circuits connectés au garage détaché ou à un autre bâtiment annexe doivent être calculées.
Il y a deux facteurs impliqués dans la diminution du nombre. Le premier est que dans un circuit qui ne tire que rarement les 20 ampères complets, il y a moins de chute. Cependant, concevoir sur cette hypothèse ne vous donne aucune marge pour des erreurs. L'autre facteur implique la réduction de la capacité des conducteurs et la chute causée par la température ambiante du fil ou si l'enveloppe contient trop de fils à l'intérieur.
Échouer de manière connue, des conducteurs sous-dimensionnés dans un circuit de 20 A contribuent à l'insistance stricte du code sur le fil de 14 AWG.
L'erreur populaire est d'installer un fusible plus gros pour éviter le déclenchement intempestif. Cependant, cela peut être dangereux car en cas d'utilisation d'un fil de 12 SWG avec un circuit de 20 A connecté à un circuit avec un fusible de 30 A, le fil pourra chauffer, et cela se produira sans activer le disjoncteur.
| Câble | L'utiliser pour un circuit de prise de 20 A ? | Quand le choisir |
|---|---|---|
| 14/2 | Non | Circuits de 15 A uniquement ; interdit sur un circuit de 20 A par le NEC 240.4(D) |
| 12/2 | Oui — le choix standard | Circuits de prises ordinaires de 20 A ; moins cher, plus facile à tirer, moins de remplissage de boîte |
| 12/3 | Oui | Lorsque vous avez besoin d'un deuxième conducteur non mis à la terre : circuits de branche multi-fils, charges de 240 V, ou conducteurs de voyage |
| 10/2 | Oui — surdimensionné | Longs parcours où la chute de tension dépasse 3%, ou réduction de température élevée |
| 10/3 | Oui — surdimensionné | Circuits de 240 V à longue distance, ou circuits de 30 A |
Un circuit de prise de 20 A de base nécessite probablement une taille de fil de 12/2. Bien que vous puissiez utiliser 12/3, cela est en réalité inutile puisque normalement il n'y a pas d'utilisation du troisième conducteur. Si vous avez un reste de 12/3, l'utiliser n'augmente pas les coûts en principe, à part un peu de remplissage de boîte supplémentaire et un peu de travail supplémentaire pour le faire passer à travers la structure.
En ce qui concerne le travail avec des fils de 12 AWG, notez que le fil est généralement plus rigide que le 14 AWG, ainsi qu'il se plie plus difficilement, ce qui complique l'installation.
La séquence ci-dessous suppose un circuit de prise en série conventionnel avec le câble utilisé de manière 12/2. L'isolement sûr et la vérification viennent avant tout, et la technique générale — y compris comment identifier les conducteurs lorsque les couleurs sont non conventionnelles — est couverte dans notre guide pour remplacer un interrupteur, qui suit la même discipline.
Le circuit est conforme uniquement si le gadget et la protection coïncident avec le conducteur.
Capacité de la prise. Un circuit de 20 A peut avoir une prise de 15 A en utilisation. Cela peut surprendre certaines personnes, mais une prise de 15 A est adaptée pour transférer 20 A vers des appareils qui en dépendent, rendant ainsi admissible un circuit de 20 A. En revanche, une prise de 20 A ne doit pas être montée sur un circuit de 15 A car ce dernier n'est pas capable de fournir la puissance de l'appareil. En ce qui concerne la majorité des ménages, la différence se verra dans le style de la face, qui est l'apparence de la prise, et dans une certaine qualité de l'appareil, qui est meilleure dans la plupart des cas.
Lorsque des prises sont spécifiées pour un projet plutôt que remplacées une à une, les critères de sélection s'étendent au matériau de contact, à la conception des bornes et à la certification — la même discipline énoncée dans notre guide pour choisir un fabricant de commutateurs et de prises électriques.
La capacité est l'autre moitié de cette décision. Les circuits de prises modernes soutiennent de plus en plus plus que des lampes et des aspirateurs, et le profil de charge des appareils qui y sont branchés est en train de changer, comme discuté dans notre article sur les prises murales USB et la charge rapide. Planifier le circuit pour cette réalité ne coûte rien à l'étape du câblage et beaucoup plus tard.
Un exemple représentatif de la façon dont un appareil moderne de cette famille est documenté est notre spécification de variateur FS328-V, qui est le niveau de détail qu'un spécificateur devrait attendre avant d'engager un circuit à un appareil.
Une dernière note pour les personnes qui installent un circuit de 20 A : les circuits de 20 A sont de plus en plus utilisés pour les bureaux à domicile, les ateliers, les cuisines ou tout autre endroit ayant de nombreux appareils puissants. Le coût d'utilisation de fils de 14 AWG ou 12 AWG n'est pas très différent lorsqu'on considère le coût d'ouverture d'un mur plus tard, il pourrait donc être préférable d'utiliser du fil de douze.
Absolument. Le cuivre de douze est un fil universel pour tout circuit typique de 20 A en raison de cela (Comité du Secrétaire (texte erroné : “en raison de son”), Code Électrique National ou NEC) étant la plus petite taille acceptable par le NEC selon les règles pour les petits conducteurs fournies dans l'Article 240.4(D). L'assemblage de fils standard pour une entreprise de 20 A est une prise de 20 A utilisant du fil de 12 AWG et protégée par un disjoncteur de 20 A. La seule exigence est que la protection du circuit doit suivre la convention et doit être calibrée à 20 A. Cela signifie qu'on ne peut pas installer du fil de 12 AWG et substituer un disjoncteur de 30 A pour une opération standard de l'entreprise, car de telles actions désactiveraient la protection fournie au fil.
En pratique, le cuivre de calibre douze est également la solution de câblage généralement acceptée. Une solution alternative pour les circuits de 20 A serait un fil de calibre dix ; cependant, cela n'est nécessaire que pour des longueurs de fil supérieures à 75 pieds où la chute de tension est non négligeable, ou si le fil est exposé à des températures élevées ou étroitement regroupé avec d'autres conducteurs. Le fil de calibre quatorze ne peut pas être utilisé dans des circuits de 20 A car, selon l'Article 240.4(D), le fil de calibre quatorze AWG limite la performance à 15 A.
En ce qui concerne la capacité de conduction de courant de 20 A (ampacité), la réponse est oui – le courant conduit est principalement limité par la chute de tension plutôt que par la distance. En ce qui concerne 20 A de courant conduit, les fils en cuivre de 12 AWG ont une chute de tension d'environ 3,9 V à une longueur de course de 50 pieds et d'environ 5,8 V à 75 pieds. Par conséquent, le rapport de chute de tension à 20 A de conduction de courant est d'environ 3,2% et 4,8% respectivement, ce qui permet une distance allant jusqu'à 40-50 pieds pour une conduction de courant de 20 A le long d'un fil de 12 AWG sans chute de tension significative. En cas de longueurs de fil plus longues, il serait préférable d'utiliser un fil de 10 AWG.
Oui, il est possible d'installer un fil 12/3 à une prise car cela ne contredit aucune réglementation. Il suffit de fermer le fil rouge aux deux extrémités pour l'utiliser exactement de la même manière que pour les fils 12/2. Une autre alternative pourrait être une installation de circuit multi-fils alimentée par un câble 12/3.
L'installation sera très dangereuse, ainsi que non conforme à toutes les réglementations de câblage. Le fait est qu'en conditions normales, personne ne peut utiliser un fil de calibre quatorze pour la conduction de plus de 15 A, car l'Article 240.4(D) du Code Électrique National dit que le fil de calibre quatorze AWG est limité à 15 A. C'est pourquoi la charge de courant surchauffera le fil, le rendant inadapté à l'installation.
Pour un circuit avec une prise de 20 A qui est réalisé avec un fil de douze-trois, cela est permis ainsi que raisonnable et ne compromet en rien. Le 12 AWG est le minimum que le code autorise pour une prise de 20 A et le fil isolé supplémentaire peut ou non être utilisé, et un capuchon conforme peut être réalisé en deux minutes. La partie importante pour rendre le circuit sûr est tout ce qui entoure le câble : un circuit de 20 A étant protégé par un disjoncteur de 20 A, une prise murale correspondant à la puissance de sortie, une protection GFCI ou AFCI qui est exigée par l'emplacement, des terminaisons correctement serrées, et une longueur suffisamment courte pour que l'impédance reste en dessous de trois pour cent. Si tout ce qui précède est en règle, alors la question d'utiliser 12/2 ou 12/3 dépend de la commodité et du coût plutôt que de la conformité.
Le fil de douze calibres et les circuits de vingt ampères vont si bien ensemble que les questions proviennent généralement d'une source différente. Il se peut que l'installateur ait un morceau de 12/3 restant d'un projet de câblage antérieur ou peut-être que le fournisseur n'a que des câbles 12/3 en stock. La question se pose de savoir si […]
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